如图所示,abcd为一正方形区域,正离子束从a点沿ad方向以一定速度射入,若在该区域中加上一个沿ab方向的匀强电场,电场强度为E,则离子束刚好从c点射出;若撒去电场,在该区域中加上一个垂直于abcd平面向外的匀强磁砀,磁感应强度为B,则离子束也刚好从c点射出,设离子束之间的相互作用可忽略,试求离子入射速度v0的大小。
如图所示,abcd为一正方形区域,正离子束从a点沿ad方向以一定速度射入,若在该区域中加上一个沿ab方向的匀强电场,电场强度为E,则离子束刚好从c点射出;若撒去电场,在该区域中加上一个垂直于abcd平面向外的匀强磁砀,磁感应强度为B,则离子束也刚好从c点射出,设离子束之间的相互作用可忽略,试求离子入射速度v0的大小。
解:设正离子质量为m,电量为q,沿a d方向以v0射入,
设正方形abed的边长为l:
沿cd方向加匀强电场E,离子在电场力的作用下做类平抛运动。
沿ad方向有:
①
②
沿ad方向有:l= v0t ③
由①②③消t得: ④
撒去电场加磁场B,离子做匀速圆周运动,为使离子从c点射出,
要求圆半径R=l故有:⑤
由④⑤式得:v0=E/2B ⑥