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)計了探測正電子的裝置。設(shè)計如圖所示，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)的運動，忽略相對論效應(yīng)，不計重力。
（1）若從E點垂直AE飛出的正電子，剛好擊中B點，求正電子初速度大?。?br />（2）若AE段各點正電子垂直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】

【點評】

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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：54引用：2難度：0.2

相似題

1．如圖所示，在x軸上方存在方向垂直坐標(biāo)平面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場，在x軸下方存在方向垂直坐標(biāo)平面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為
B
2
的勻強(qiáng)磁場。一帶負(fù)電的粒子（不計重力）從原點O以與x軸正方向成30°角的速度v射入磁場，其在x軸上方做圓周運動的半徑為R。則（　　）

A．粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)過程一定能回到原點O

B．粒子完成一次周期性運動的時間為

C．粒子射入磁場后，第二次經(jīng)過x軸時與O點的距離為3R

D．粒子在x軸上方和下方的磁場中運動的軌跡半徑之比為1：3

發(fā)布：2024/10/28 20:30:2組卷：283引用：1難度：0.4

A．只要粒子的速度大小合適，粒子就可能通過坐標(biāo)原點

B．粒子在磁場中運動所經(jīng)歷的時間可能為

πm

C．粒子在磁場中運動所經(jīng)歷的時間可能為

πm

D．粒子在磁場中運動所經(jīng)歷的時間可能為

πm

發(fā)布：2024/11/2 5:0:1組卷：179引用：4難度：0.4

3．如圖所示的虛線框為一長方形區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)有一垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，一束電子以不同的速率從O點垂直于磁場方向、沿圖中方向射入磁場后，分別從a、b、c三點射出磁場，比較它們在磁場中的運動時間t_a、t_b、t_c，其大小關(guān)系是（　?。?/h2>
A．t_a＜t_b＜t_c B．t_a=t_b=t_c C．t_a=t_b＞t_c D．t_a＜t_b=t_c
發(fā)布：2024/10/30 13:30:1組卷：179引用：3難度：0.6
解析

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