Question

（18分）如圖所示，離子源A產生的初速度為零、帶電荷量均為e、質量不同的正離子被電壓為U₀的加速度電場加速后勻速通過準直管，垂直射入勻強偏轉電場，偏轉后通過極板HM上的小孔S離開電場，經過一段勻速直線運動，垂直于邊界MN進入磁感應強度為B的勻強磁場．已知HO＝d，HS＝2d，∠MNQ＝90°.(忽略離子所受重力)

(1)求偏轉電場場強E₀的大小以及HM與MN的夾角Φ；

(2)求質量為m的離子在磁場中做圓周運動的半徑；

(3)若質量為4m的離子垂直打在NQ的中點S₁處，質量為16 m的離子打在S₂處，求S₁和S₂之間的距離以及能打在NQ上的正離子的質量范圍．

Answer 1

【解析】　(1)得E₀＝U₀/d

由tan Φ＝得Φ＝45°

(2)由

得R＝2

(3)將4m和16m代入R，得R₁、R₂.

由Δs＝－R₁，

將R₁、R₂代入得Δs＝4( －1)

由R′²＝(2R₁)²＋(R′－R₁)²

得R′＝R₁

由R₁＜R＜R₁

得m＜m_x＜25m

【答案】　(1)　45°

(2)2

(3)4(－1)　m＜m_x＜25m