如圖甲是一種利用磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)的粒子收集裝置原理圖。兩塊磁鐵前后平行垂直水平面放置，收集板位于兩塊磁鐵之間，平行于上下底面從高到低依次放置，所有收集板的右端在同一豎直面上，收集板長(zhǎng)度從高到低依次變大，因而左端位置不同。已知兩磁鐵之間的長(zhǎng)方體空間內(nèi)存在水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.1T．一個(gè)粒子源被固定在其底面上，粒子源豎直向上發(fā)射出質(zhì)量為m=3.2×10-26kg、電荷量絕對(duì)值為q=1.6×10-19C、動(dòng)能不同的粒子，這些粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后，在磁場(chǎng)的作用下運(yùn)動(dòng)，并打到右側(cè)的多片收集板上（如圖乙中D1、D2、D3所示）。
收集板D1剛好與粒子出射點(diǎn)在同一高度，已知收集板D1、D2、D3收集的最小粒子動(dòng)能分別為ED1=1.0×103eV、ED2=4.0×103eV、ED3=9.0×103eV．粒子擊中收集板后有一定比例反射，反射前后粒子速度方向與收集板平面的夾角大小不變，反射速度最大值為撞擊前速度的k=0.6倍。重力及粒子間的相互作用忽略不計(jì)。
（1）試判斷粒子的電性，并寫出粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑r與動(dòng)能Ek的關(guān)系式（用q,m,B表示）；
（2）計(jì)算D1板左端到粒子源的水平距離s1，并討論要使得能量在ED1與ED2之間的粒子最終全部被D1吸收，D1板至少多長(zhǎng)（左端到右端的距離）？
（3）為了使粒子在撞擊收集板反彈后不會(huì)碰到其他收集板，D2、D3到D1豎直距離的最小值分別為多少？并算出此時(shí)D2的左端到粒子源的水平距離s2。
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：117引用：1難度：0.3
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1．如圖1所示，在xOy坐標(biāo)系中，兩平行極板P、Q垂直于y軸且關(guān)于x軸對(duì)稱，極板長(zhǎng)度和板間距均為l,緊靠極板的右邊緣的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域由ΔAB0和矩形0BCD構(gòu)成，其中∠OAB=60°，OD=OA．磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面向里，D、A位于y軸上。位于極板左側(cè)的粒子源沿x軸向右接連發(fā)射質(zhì)量為m,電荷量為+q、速度相同的帶電粒子，現(xiàn)在0～3t0時(shí)間內(nèi)兩板間加上如圖2所示的電壓，已知t=0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的粒子，在t0時(shí)刻射入磁場(chǎng)時(shí)，恰好不會(huì)從磁場(chǎng)邊界射出磁場(chǎng)區(qū)域且圓心在x軸上，上述l、m、q、t0為已知量，U0=
，不考慮P、Q兩板電壓的變化對(duì)磁場(chǎng)的影響，也不考慮粒子的重力及粒子間的相互影響，求：ml2qt02
（1）t=0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度；
（2）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小及磁場(chǎng)區(qū)域的面積；
（3）t=t0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。
發(fā)布：2024/12/30 0:0:1組卷：82引用：2難度：0.7 -
2．如圖，半徑為d的圓形區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)垂直圓所在的平面。一帶電量為q、質(zhì)量為m的帶電粒子從圓周上a點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)圓心O射入磁場(chǎng)，從b點(diǎn)折射出來(lái)，若α=60°，則帶電粒子射入磁場(chǎng)的速度大小為（ ?。?/h2>發(fā)布：2025/1/6 0:30:5組卷：272引用：2難度：0.6 -
3．如圖所示，三角形ABC內(nèi)有垂直于三角形平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，AB邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，∠CAB=30°，∠B=90°，D是AB邊的中點(diǎn)。現(xiàn)在DB段上向磁場(chǎng)內(nèi)射入速度大小相同、方向平行于BC的同種粒子（不考慮粒子間的相互作用和粒子重力），若從D點(diǎn)射入的粒子恰好能垂直AC邊射出磁場(chǎng)，則AC邊上有粒子射出的區(qū)域長(zhǎng)度為（ ?。?/h2>發(fā)布：2025/1/3 0:30:3組卷：301引用：1難度：0.5
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