利用電場(chǎng)和磁場(chǎng)，可以將比荷不同的離子分開(kāi)，這種方法在化學(xué)分析和原子核技術(shù)等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用。
如圖所示的矩形區(qū)域ABCD（AC邊足夠長(zhǎng)）中存在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，A處有一狹縫。離子源產(chǎn)生的離子，經(jīng)靜電場(chǎng)加速后穿過(guò)狹縫沿垂直于GA邊且垂于磁場(chǎng)的方向射入磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)到GA邊，被相應(yīng)的收集器收集，整個(gè)裝置內(nèi)部為真空。

已知被加速度的兩種正離子的質(zhì)量分別是和，電荷量均為。加速電場(chǎng)的電勢(shì)差為U，離子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的初速度可以忽略，不計(jì)重力，也不考慮離子間的相互作用。
（1）求質(zhì)量為的離子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速率；
（2）當(dāng)感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B時(shí)，求兩種離子在GA邊落點(diǎn)的間距s；
（3）在前面的討論中忽略了狹縫寬度的影響，實(shí)際裝置中狹縫具有一定寬度。若狹縫過(guò)寬，可能使兩束離子在GA邊上的落點(diǎn)區(qū)域受疊，導(dǎo)致兩種離子無(wú)法完全分離。
  設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可調(diào)，GA邊長(zhǎng)為定值L，狹縫寬度為d，狹縫右邊緣在A處；離子可以從狹縫各處射入磁場(chǎng)，入射方向仍垂直于GA邊且垂直于磁場(chǎng)。為保證上述兩種離子能落在GA邊上并被完全分離，求狹縫的最大寬度。
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

空間存在垂直于紙面方向的均勻磁場(chǎng)，其方向隨時(shí)間作周期性變化，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的圖線如圖1所示．規(guī)定B＞0時(shí)，磁場(chǎng)的方向穿出紙面．現(xiàn)在磁場(chǎng)區(qū)域中建立一與磁場(chǎng)方向垂直的平面坐標(biāo)Oxy，如圖2所示．一電荷量q=5π×10-7c，質(zhì)量m=5×10-10kg的帶電粒子，位于原點(diǎn)O處，在t=0時(shí)刻以初速度v0=πm/s沿x軸正方向開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，不計(jì)重力的作用，不計(jì)磁場(chǎng)的變化可能產(chǎn)生的一切其它影響．
（1）試在圖2中畫(huà)出0～20ms時(shí)間內(nèi)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡，并標(biāo)出圖2中縱橫坐標(biāo)的標(biāo)度值（評(píng)分時(shí)只按圖評(píng)分，不要求寫(xiě)出公式或說(shuō)明．）
（2）在磁場(chǎng)變化N個(gè)（N為整數(shù)）周期的時(shí)間內(nèi)帶電粒子的平均速度的大小等于______．（寫(xiě)出必要的計(jì)算過(guò)程）

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：多選題

在如圖所示的空間直角坐標(biāo)系所在的區(qū)域內(nèi)，同時(shí)存在勻強(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B．已知從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸正方向射入的質(zhì)子，穿過(guò)此區(qū)域時(shí)未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則可以判斷此區(qū)域中E和B的方向可能是（　�。�
A．E和B都沿y軸的負(fù)方向
B．E和B都沿x軸的正方向
C．E沿y軸正方向，B沿z軸負(fù)方向
D．E沿z軸正方向，B沿y軸負(fù)方向

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

關(guān)于地球磁場(chǎng)的說(shuō)法中，正確的是（  ）
A．地球的地磁北極在地理的南極附近B．地球的地磁北極在地理的北極附近
C．地球的地磁北極與地理的南極重合D．地球的地磁兩極與地理的兩極重合

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，在地面附近有一范圍足夠大的互相正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向水平并垂直紙面向外。一質(zhì)量為m、帶電量為－q的帶電微粒在此區(qū)域恰好作速度大小為v的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。（重力加速度為g）
(1)求此區(qū)域內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向。
(2)若某時(shí)刻微粒運(yùn)動(dòng)到場(chǎng)中距地面高度為H的P點(diǎn)，速度與水平方向成45°，如圖所示。則該微粒至少須經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)到距地面最高點(diǎn)？最高點(diǎn)距地面多高？
(3)在(2)問(wèn)中微粒又運(yùn)動(dòng)P點(diǎn)時(shí)，突然撤去磁場(chǎng)，同時(shí)電場(chǎng)強(qiáng)度大小不變，方向變?yōu)樗较蛴�，則該微粒運(yùn)動(dòng)中距地面的最大高度是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：填空題

如圖所示的正方形的盒子開(kāi)有a、b、c三個(gè)微孔盒內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一束速率不同的電子從a孔沿垂直磁感線方向射入盒中，發(fā)現(xiàn)從c孔和b孔有電子射出，則

　（1）從b孔和c孔射出的電子的速率之比vb：vc為          ．
（2）從b孔和c孔射出的電子在盒內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為         ．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

MN是勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的一塊絕緣薄板，帶電粒子（不計(jì)重力）在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)并穿過(guò)金屬板，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,則    （  ）
A．粒子帶負(fù)電B．粒子運(yùn)動(dòng)方向是abcde
C．粒子運(yùn)動(dòng)方向是edcbaD．粒子在上半周所用時(shí)間比下半周所用時(shí)間長(zhǎng)

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

電荷量為3e的帶正電的微粒，自勻強(qiáng)磁場(chǎng)a點(diǎn)如圖甲射出，當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)，與一個(gè)靜止的電荷量為e的帶負(fù)電的微粒碰撞并結(jié)合為一個(gè)新微粒，忽略微粒的重力，則接下來(lái)微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡是（    ）

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖甲所示，帶正電荷的粒子以水平速度v0沿OO′的方向從O點(diǎn)連續(xù)射入電場(chǎng)中（OO′為平行金屬板M、N間的中線）。M、N板間接有如圖乙所示的隨時(shí)間t變化的電壓uMN，兩板間電場(chǎng)可看做是均勻的，且兩板外無(wú)電場(chǎng)。緊鄰金屬板右側(cè)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，分界線為CD，S為屏幕。金屬板間距為d、長(zhǎng)度為l，磁場(chǎng)B的寬度為d。已知B＝5×10—3T，l＝d＝0.2m，每個(gè)粒子的初速度v0＝1.0×105m/s比荷，重力及粒子間相互作用忽略不計(jì)，在每個(gè)粒子通過(guò)電場(chǎng)區(qū)域的極短時(shí)間內(nèi)，電場(chǎng)可視作是恒定不變的。求：
（1）帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng)的最小半徑。
（2）帶電粒子射出電場(chǎng)時(shí)的最大速度。
（3）帶電粒子打在屏幕上的區(qū)域?qū)挾取?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/201408241242078717879.jpg" style="vertical-align:middle;" />

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