Question

【题目】如图所示的平行板器件中，存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度B1=0.4T，方向垂直纸面向里，电场强度，方向向下，PQ为板间中线．紧靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内，有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B2=0.25T，磁场边界AO和y轴的夹角∠AOy=45°．一束带电量的正离子从P点射入平行板间，沿中线PQ做直线运动，穿出平行板后从y轴上坐标为(0，0.2m)的Q点垂直y轴射入磁场区，离子离开磁场后垂直通过x轴．求：

(1)离子运动的速度为多大?

(2)离子的质量为多大?

(3)若只改变AOy区域内磁场的磁感应强度大小，使离子都不能打到x轴上，磁感应强度大小应满足什么条件?

Answer 1

【答案】（1）5.0×105m/s （2）4.0×10-26kg（3）B2′≥0.30 T

【解析】(1)设正离子的速度为v，因为沿中线PQ做直线运动，则： Eq=qvB1

代入数据计算得出：v=5.0×105m/s

(2)设离子的质量为m，如图所示，当通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角为90°时，由几何关系可以知道运动半径：r1=0.1m

由牛顿第二定律有：

代入数据计算得出：m=4.0×10-26kg

(3)如图所示，由几何关系可以知道使离子不能打到x轴上的最大半径为：

设使离子都不能打到x轴上，最小的磁感应强度大小为B0，则有：

代入数据计算得出：

则：