
(2021·山东卷·T17)某离子实验装置的基本原理如图甲所示。Ⅰ区宽度为d,左边界与x轴垂直交于坐标面点O,其内充满垂直于平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为
;Ⅱ区宽度为L,左边界与x轴垂直交于
点,右边界与x轴垂直交于
点,其内充满沿y轴负方向的匀强电场。测试板垂直x轴置于Ⅱ区右边界,其中心C与
点重合。从离子源不断飘出电荷量为q、质量为m的正离子,如速后沿x轴正方向过Q点,依次经Ⅰ区、Ⅱ区,恰好到达测试板中心C。已知离子刚进入Ⅱ区时速度方向与x轴正方向的夹角为
。忽略离子间的相互作用,不计重力。
(1)求离子在Ⅰ区中运动时速度的大小v;
(2)求Ⅱ区内电场强度的大小E;
(3)保持上述条件不变,将Ⅱ区分为左右两部分,分别填充磁感应强度大小均为B(数值未知)方向相反且平行y轴的匀强磁场,如图乙所示。为使离子的运动轨迹与测试板相切于C点,需沿x轴移动测试板,求移动后C到的距离s。
【答案】(1);(2)
;(3)
该题有详细解析可以查阅
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