Question

如圖所示，一束具有各種速率的兩種質(zhì)量數(shù)不同的一價(jià)銅離子，水平地經(jīng)過小    孔S₁射入垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場區(qū)域，已知?jiǎng)驈?qiáng)電場的場強(qiáng)E=1X l0⁵v/m，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B_l=0.4T．求：

(1)速度多大的一價(jià)銅離子，才能通過與S_l小孔正對的S₂小孔射入另一勻強(qiáng)磁場B₂中?

 (2)如果這些一價(jià)銅離子在勻強(qiáng)磁場B₂中發(fā)生偏轉(zhuǎn)后，打在過小孔S₂且與兩磁場分界面重合的照相底片上，已知分界面與小孔S_lS₂連線垂直，若感光點(diǎn)到小孔S₂的距離分別為d₁=0.654m,d₂=0.674m ,那么對應(yīng)的兩種銅離子的質(zhì)量數(shù)之比為多大?

Answer 1

 （1）2．5x10⁵m／s（2）

解析:

(1)從速度選擇器中能通過小孔S₂的離子，應(yīng)滿足    qE=qvB₁,    ①(4分)

    代入數(shù)據(jù)解得  V=2．5x10⁵m／s  ②(2分)

(2)設(shè)兩種銅離子的質(zhì)量數(shù)分別為M₁和M₂．質(zhì)子的質(zhì)量為m_p，由題知質(zhì)量為m的銅  離子

由S₂進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場后作勻速圓周運(yùn)動(dòng),此時(shí)有 ③(4分)  

則 ④(1分)

  所以質(zhì)量數(shù)為⑤ (1分)

 故，對應(yīng)的兩種銅離子質(zhì)量數(shù)之比為⑥

   

  代入數(shù)據(jù)解得  ⑦(1分)

   

說明：若不寫⑤式而直接寫出⑥式，答案正確的同樣給滿分．