Question

【題目】如圖所示，虛線O1O2是速度選擇器的中線，其間勻強磁場的磁感應強度為B1，勻強電場的場強為E（電場線沒有畫出）。照相底片與虛線O1O2垂直，其右側偏轉磁場的磁感應強度為B2。現有一個離子沿著虛線O1O2向右做勻速運動，穿過照相底片的小孔后在偏轉磁場中做半徑為R的勻速圓周運動，最后垂直打在照相底片上（不計離子所受重力）。

(1)求該離子沿虛線運動的速度大小v；

(2)求該離子的比荷；

(3)如果帶電量都為q的兩種同位素離子，沿著虛線O1O2射入速度選擇器，它們在照相底片的落點間距大小為d，求這兩種同位素離子的質量差△m。

Answer 1

【答案】(1)；(2)；(3)

【解析】

(1)離子沿虛線做勻速直線運動，合力為0

Eq=B1qv

解得

(2)在偏轉磁場中做半徑為R的勻速圓周運動，所以

解得

(3)設質量較小的離子質量為m1，半徑R1；質量較大的離子質量為m2，半徑為R2

根據題意

R2=R1+

它們帶電量相同，進入底片時速度都為v，得

聯立得

化簡得