Bài Tập Trắc Nghiệm Chuyên Đề: Lực từ lên điện tích (Vật lý Lớp 12)

Trong một khối phổ kế dùng để xác định khối lượng của ion, các ion ${\mathrm{Li}}^{+}$ đi qua bộ chọn vận tốc gồm hai thành phần vuông góc, điện trường $E=1,20\cdot 10^5$ V/m và từ trường $B_1=0,500$ T. Các ion bay vào theo phương vuông góc với điện trường $\vec{E}$ và từ trường $\overrightarrow{B_1}$, những ion không bị lệch tiếp tục đi vào vùng từ trường đều $B_2=0,750$ T theo phương vuông góc với các đường sức từ và chuyển động theo quỹ đạo tròn bán kính 2,32 cm. Biết độ lớn điện tích của ion ${\mathrm{Li}}^{+}$ là $1,602\cdot 10^{-19}$ C. Khối lượng của ion có dạng $x\cdot 10^{-27}$ kg. Xác định $x$ (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười).

Hình vẽ bên mô tả một khối phổ kế dùng để đo khối lượng của các ion. Một ion khối lượng $m$ mang điện tích $q=1,6\cdot 10^{-19}$ C thoát ra từ nguồn S (với vận tốc thoát ra xem như bằng 0) sau đó được tăng tốc bởi hiệu điện thế $U=2000$ V trước khi bay vào một từ trường đều có cảm ứng từ $B=0,2$ T. Khoảng cách từ nơi bay vào đến vị trí ion đập lên máy dò là $x=0,95$ m như hình vẽ.

Biết lực từ tác dụng lên một điện tích chuyển động trong từ trường đều có phương vuông góc với mặt phẳng chứa vectơ cảm ứng từ $\vec{B}$ và vectơ vận tốc $\vec{v}$ của điện tích, độ lớn của lực được tính bằng công thức $f=|q|vB\sin \alpha$, trong đó $\alpha$ là góc hợp bởi vectơ cảm ứng từ và hướng chuyển động của điện tích. Khối lượng của ion bằng $X\cdot 10^{-25}$ kg. Giá trị của $X$ bằng bao nhiêu (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm)?