Question

在半導(dǎo)體離子注入工藝中，初速度可忽略的離子P⁺和P³⁺，經(jīng)電壓為U的電場加速后，垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里，有一定的寬度的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，如圖所示．已知離子P⁺在磁場中轉(zhuǎn)過θ=30°后從磁場右邊界射出．在電場和磁場中運(yùn)動時，離子P⁺和P³⁺（　�。�

A．在內(nèi)場中的加速度之比為1：1

B．在磁場中運(yùn)動的半徑之比為 3 ：1

C．在磁場中轉(zhuǎn)過的角度之比為1：2

D．離開電場區(qū)域時的動能之比為1：3

Answer 1

A：兩個離子的質(zhì)量相同，其帶電量是1：3的關(guān)系，所以由a=

qU

md

可知其在電場中的加速度是1：3，故A錯．
B：要想知道半徑必須先知道進(jìn)入磁場的速度，而速度的決定因素是加速電場，所以在離開電場時其速度表達(dá)式為：v=

2qU m

，可知其速度之比為：1：

3

．又由qvB=m

v2

r

知r=

mv

qB

，所以其半徑之比為

3

：1，故B正確．
C：由B的分析知道，離子在磁場中運(yùn)動的半徑之比為：

3

：1，設(shè)磁場寬度為L，離子通過磁場轉(zhuǎn)過的角度等于其圓心角，所以有sinθ=

L

R

，則可知角度的正弦值之比為1：

3

，又P⁺的角度為30⁰，可知P⁺³角度為60⁰，故C正確．
D：由電場加速后：qU=

1

2

mv2可知，兩離子離開電場的動能之比為1：3，故D正確．
故選B，C，D．