如图所示,虚线框内为某两级串列加速器原理图,
abc为长方体加速管,加速管底面宽度为
d,加速管的中部
b处有很高的正电势,
a、
c两端均有电极接地(电势为零),加速管出口
c右侧距离为
d处放置一宽度为
d的荧光屏
.现让大量速度很小(可认为初速度为零)的负一价离子(电荷量为
-e)从
a端进入,当离子到达
b处时,可被设在
b处的特殊装置将其电子剥离,成为三价正离子(电荷量为
+3
e),而不改变其速度大小
.这些三价正离子从
c端飞出后进入与其速度方向垂直的、磁感应强度为
B的匀强磁场中,其中沿加速管中轴线进入的离子恰能打在荧光屏中心位置,离子质量为
m,不计离子重力及离子间相互作用力
.
(1) 求离子在磁场中运动的速度
v的大小
.(2) 求
a、
b两处的电势差
U.(3) 实际工作时,磁感应强度可能会与设计值
B有一定偏差,若进入加速器的离子总数为
N,则磁感应强度为0
.9
B时有多少离子能打在荧光屏上?