21.
(2020·浙江模擬)
利用電磁場可以控制帶電粒子的速度大小與方向,在圖示坐標系的第Ⅱ象限,存在一個圓心為坐標原點的
圓環(huán)狀的均勻輻向電場,圓環(huán)在y軸上的截面長度為R,電場中各點電勢為φ=﹣
,式中k為正的已知常量,r為該點到圓心O的距離。在y軸右側(cè),圓心為(R,0)、半徑為R的虛線圓內(nèi)分布著方向垂直于圓面的勻強磁場,在x=2.5R處有一豎直放置的足夠長的探測屏,今在圓弧的P(﹣2R,0)點放置一個離子源,能不斷釋放質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電離子,當(dāng)磁場的磁感應(yīng)強度大小為B
0時,這些經(jīng)電場加速的離子剛好能從磁場區(qū)域最高點射出,忽略離子初速度,不計離子重力及相互作用力,不考慮空氣阻力。