问题 计算题

如图所示,离子源A产生的初速度为零、带电荷量均为e、质量不同的正离子被电压为U0的加速度电场加速后匀速通过准直管,垂直射入匀强偏转电场,偏转后通过极板HM上的小孔S离开电场,经过一段匀速直线运动,垂直于边界MN进入磁感应强度为B的匀强磁场。已知HO=d,HS=2d,∠MNQ=90°。(忽略离子所受重力)

(1)求偏转电场场强E0的大小以及HM与MN的夹角Φ;

(2)求质量为m的离子在磁场中做圆周运动的半径;

(3)若质量为4m的离子垂直打在NQ的中点S1处,质量为16 m的离子打在S2处,求S1和S2之间的距离以及能打在NQ上的正离子的质量范围。

答案

解:(1)

得E0=U0/d

由tanΦ=得Φ=45°

(2)由

得R=2

       

(3)将4m和16m代入R,得R1、R2

由Δs=-R1

将R1、R2代入得Δs=4(-1)

由R′2=(2R1)2+(R′-R1)2

得R′=R1

R1<R<R1

得m<mx<25m

       

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