Question

(2010年高考福建理綜卷)如圖8－3－19所示的裝置，左半部為速度選擇器，右半部為勻強的偏轉電場．一束同位素離子流從狹縫S₁射入速度選擇器，能夠沿直線通過速度選擇器并從狹縫S₂射出的離子，又沿著與電場垂直的方向，立即進入場強大小為E的偏轉電場，最后打在照相底片D上．已知同位素離子的電荷量為q(q＞0)，速度選擇器內部存在著相互垂直的場強大小為E₀的勻強電場和磁感應強度大小為B₀的勻強磁場，照相底片D與狹縫S₁、S₂的連線平行且距離為L，忽略重力的影響．

圖8－3－19
(1)求從狹縫S₂射出的離子速度v₀的大小；
(2)若打在照相底片上的離子在偏轉電場中沿速度v₀方向飛行的距離為x，求出x與離子質量m之間的關系式(用E₀、B₀、E、q、m、L表示)．

Answer 1

(1) 　(2)  

(1)能從速度選擇器射出的離子滿足
qE₀＝qv₀B₀①
則v₀＝.②
(2)離子進入勻強偏轉電場E后做類平拋運動，則
x＝v₀t③
L＝at²④
由牛頓第二定律得qE＝ma⑤
聯立②③④⑤解得x＝ .
答案：(1) 　(2)