理論研究表明暗物質(zhì)湮滅會產(chǎn)生大量高能正電子，所以在宇宙空間探測高能正電子是科學(xué)家發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)的一種方法。我國某研究小組為研究暗物質(zhì)設(shè)計(jì)了探測正電子的裝置。設(shè)計(jì)如圖所示，矩形區(qū)域ABCD處在與其所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0方向指向紙外，其中AB=10L，AD=3L，AE段為正電子發(fā)射源，AE段各點(diǎn)發(fā)射正電子情況相同，AE=4L，CF段上表面與CH段左側(cè)面固定有正電子收集板，CH=10.5L，CF=6L，設(shè)正電子質(zhì)量為m,電量為e,只考慮正電子在紙面內(nèi)的運(yùn)動，忽略相對論效應(yīng)，不計(jì)重力。
（1）若從E點(diǎn)垂直AE飛出的正電子，剛好擊中B點(diǎn)，求正電子初速度大??；
（2）若AE段各點(diǎn)正電子垂直AE飛出，發(fā)射的正電子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后全部被收集板吸收，求正電子初速度的范圍；
（3）若AE段各點(diǎn)正電子均滿足（2）中的初速度大小的條件，且初速度方向朝AE板上方各個方向飛出，則所有擊中收集板的正電子從飛出到擊中收集板所用時間的最小值。
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：55引用：2難度：0.2
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1．如題圖所示，在直角坐標(biāo)系的第一象限中有一半徑為R的扇形POQ無場區(qū)域，第一象限剩余區(qū)域（含PQ圓弧邊界）及第四象限均存在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場B。大量質(zhì)量為m,帶電量為q的正粒子從圓弧PQ上各點(diǎn)沿y軸正方向以相同速度v（大小未知）射入磁場，且所有粒子軌跡均交于Q點(diǎn)并被粒子收集盒（圖中未畫）吸收。不計(jì)粒子重力，則（ ?。?/h2>發(fā)布：2024/12/20 13:0:2組卷：27引用：2難度：0.4 -
2．如圖所示，一粒子發(fā)射源P位于足夠大絕緣板AB的上方處，能夠在紙面內(nèi)向各個方向發(fā)射速率為v、電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子?？臻g存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，不考慮粒子間的相互作用和粒子重力，已知粒子做圓周運(yùn)動的半徑大小恰好為d,則（ ?。?/h2>d2發(fā)布：2024/12/20 0:30:1組卷：365引用：6難度：0.2 -
3．如圖所示，在直角坐標(biāo)系xOy的第1、4象限內(nèi)存在方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場Ⅰ和Ⅱ，兩磁場以O(shè)P直線為界，OP直線與+x軸夾角為30°，其磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B和2B．一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子從y軸上的N點(diǎn)沿平行于+x軸的方向射直入磁場Ⅰ；一段時間后，該粒子在OP邊界上某點(diǎn)以垂直于OP的方向射入磁場Ⅱ，最后粒子射出磁場。則粒子在磁場中運(yùn)動的時間為（ ?。?/h2>發(fā)布：2024/12/24 0:0:3組卷：282引用：1難度：0.6
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