21.
(2023高二下·杭州期末)
在现代科学实验中,常利用电场和磁场来控制离子的运动。如图1所示的装置由加速区、电偏转区和磁偏转区三部分组成。离子源S可以连续不断地产生质量均为m、电荷量均为q、初速度均视为零的正离子,且离子源S在任意相同时间内产生的离子数相等。这些离子在经过A、B板间的加速电压
加速后,从C点进入有辐向电场分布的电偏转区,沿着半径为R、圆心角为
的圆弧CD做匀速圆周运动;之后从D点沿直线运动到P点进入磁偏转区,磁场分布在足够长、间距为d的G、H两板之间,其磁感应强度B随时间的变化规律如图2所示,设磁场方向垂直纸面向外为正方向,最大值为
。不计离子的重力以及离子之间的作用力,离子在磁场中运动的时间远小于磁场变化的周期T,不考虑磁场变化产生的电场对离子的影响,且打到H板上的离子会立即被H板吸收并全部通过接地电阻导入大地,打在G板上的离子也会立即被G板吸收且不产生其他影响,
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