如图15-5-14是某离子速度选择器的原理示意图.在一半径为R= 10 cm的圆柱形桶内有B=10-4 T的匀强磁场.方向平行于轴线.在圆柱桶某一直径两端开有小孔.作为入射孔和出射孔.离子束以不同角度入射.最后有不同速度的离子束射出.现有一离子源发射比荷为=2×1011 C/kg的阳离子.且离子束中速度分布连续.当角θ=45°时.出射离子速度v的大小是图15-5 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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如图15-5-14是某离子速度选择器的原理示意图，在一半径为R="10" cm的圆柱形桶内有B=10^-4 T的匀强磁场，方向平行于轴线.在圆柱桶某一直径两端开有小孔，作为入射孔和出射孔.离子束以不同角度入射，最后有不同速度的离子束射出.现有一离子源发射比荷为

=2×10¹¹ C/kg的阳离子，且离子束中速度分布连续.当角θ=45°时，出射离子速度v的大小是( )

图15-5-14

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

因是阳离子，即带正电，由左手定则可判断出能从出射孔射出的离子运动轨迹如图中虚线所示.轨迹圆心为图中的O′，由题设θ=45°，所以轨迹圆弧对应的圆心角为90°，圆周运动的半径r=

×2R=

由r=

得：v=

×10^-4×2×10¹¹ m/s=

×10⁶ m/s.

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图11-34

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(2)若将上述磁场改为如图18(b)所示的匀强磁场,在t=0到t=2π3×10^-4 s时,磁场方向垂直于xOy平面向外;在t=2π3×10^-4 s到t=4π3×10^-4 s时,磁场方向垂直于xOy平面向里,此后该空间不存在磁场.在t=0时刻,粒子仍从O点以与原来相同的初速度v₀射入,求粒子从O点射出后第2次经过x轴时的坐标x₂.

图18

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（1)这个粒子带何种电荷；
(2)该粒子总共能穿过铝箔多少次?