如圖15-5-14是某離子速度選擇器的原理示意圖.在一半徑為R= 10 cm的圓柱形桶內有B=10-4 T的勻強磁場.方向平行于軸線.在圓柱桶某一直徑兩端開有小孔.作為入射孔和出射孔.離子束以不同角度入射.最后有不同速度的離子束射出.現有一離子源發射比荷為=2×1011 C/kg的陽離子.且離子束中速度分布連續.當角θ=45°時.出射離子速度v的大小是圖15-5 題目和參考答案——青夏教育精英家教網—

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如圖15-5-14是某離子速度選擇器的原理示意圖，在一半徑為R="10" cm的圓柱形桶內有B=10^-4 T的勻強磁場，方向平行于軸線.在圓柱桶某一直徑兩端開有小孔，作為入射孔和出射孔.離子束以不同角度入射，最后有不同速度的離子束射出.現有一離子源發射比荷為

=2×10¹¹ C/kg的陽離子，且離子束中速度分布連續.當角θ=45°時，出射離子速度v的大小是( )

圖15-5-14

A．×10⁶ m/s	B．×10⁶ m/s
C．×10⁸ m/s	D．×10⁶ m/s

因是陽離子，即帶正電，由左手定則可判斷出能從出射孔射出的離子運動軌跡如圖中虛線所示.軌跡圓心為圖中的O′，由題設θ=45°，所以軌跡圓弧對應的圓心角為90°，圓周運動的半徑r=

×2R=

由r=

得：v=

×10^-4×2×10¹¹ m/s=

×10⁶ m/s.

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圖11-34

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(2)若將上述磁場改為如圖18(b)所示的勻強磁場,在t=0到t=2π3×10^-4 s時,磁場方向垂直于xOy平面向外;在t=2π3×10^-4 s到t=4π3×10^-4 s時,磁場方向垂直于xOy平面向里,此后該空間不存在磁場.在t=0時刻,粒子仍從O點以與原來相同的初速度v₀射入,求粒子從O點射出后第2次經過x軸時的坐標x₂.

圖18

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(2)該粒子總共能穿過鋁箔多少次?