5.
使用回旋加速器的实验需要把离子束从加速器中引出,离子束引出的方法有磁屏蔽通道法和静电偏转法等,质量为,速度为的离子在回旋加速器内旋转,旋转轨道是半径为的园,圆心在点,轨道在垂直纸面向外的匀强磁场中,磁感应强度为,为引出离子束,使用磁屏蔽通道法设计引出器,引出器原理如图所示,一对圆弧形金属板组成弧形通道,通道的圆心位于点(点图中未画出),引出离子时,令引出通道内磁场的磁感应强度降低,从而使用离子从点进入通道,沿通道中心线从点射出,已知长度为,与的夹角为
()求离子的电荷量并判断其正负;
()离子从点进入,点射出,通道内匀强磁场的磁感应强度应降为,求
()换用静电偏转法引出离子束,维持通道内的原有磁感应强度不变,在内外金属板间加直流电压,两板间产生径向电场,忽略边缘效应,为使离子仍从点进入,点射出,求通道内引出轨迹电场强度的方向和大小.
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22分)