如图所示为某离子控制装置,离子室内存在大量带正电的离子。其质量
, 电荷量
, 控制室被分为I、II、III、IV四个横截面为正方形的区域,正方形边长
, 区域间隔
、
、
, I区域左右为中间带有小孔的平行金属板,板间存在电场强度大小为
, 方向水平向右的匀强电场,II,III。IV区域存在包含边界的电场或磁场。以
中间小孔为坐标原点建立三维坐标系,坐标轴及方向如图所示,II区域存在沿x轴正方向的匀强电场(图中未画出),电场强度
的大小在
间变化;III区域充满沿y轴正方向的匀强磁场,磁感应强度
, IV区域充满平行于平面xOy与y轴正方向成45°角斜向上的匀强磁场,磁感应强度
。从离子室飘入小孔的离子速率忽略,忽略离子间的相互作用,不计离子重力。