现代科学仪器常利用电场、磁场控制带电粒子的运动，某装置可用于气体中某些有害离子进行收集，如...

现代科学仪器常利用电场、磁场控制带电粒子的运动，某装置可用于气体中某些有害离子进行收集，如图1所示。Ⅰ区为加速区，Ⅱ区为离子收集区，其原理是通过板间的电场或磁场使离子偏转并吸附到极板上，达到收集的目的。已知金属极板CE、DF长均为d，间距也为d，AB、CD间的电势差为U，假设质量为m、电荷量为q的大量正离子在AB极均匀分布。离子由静止开始加速进入收集Ⅱ区域，Ⅱ区域板间有匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，离子恰好沿直线通过Ⅱ区域；且只撤去电场时，恰好无离子从Ⅱ区域间射出，收集效率（打在极板上的离子占离子总数的百分比）为100%，（不考虑离子间的相互作用力、重力和极板边缘效应）。

（1）求离子到达Ⅱ区域速度大小；

（2）求Ⅱ区域磁感应强度B的大小

（3）若撤去Ⅱ区域磁场，只保留原来的电场，则装置的收集效率是多少？

（4）现撤去Ⅱ区域的电场，保留磁场但磁感应强度大小可调。假设AB极上有两种正离子，质量分别为m1、m2，且m1≤4m2，电荷量均为q1。现将两种离子完全分离，同时收集更多的离子，需在CD边上放置一探测板CP（离子必须打在探测板上），如图2所示。在探测板下端留有狭缝PD，离子只能通过狭缝进入磁场进行分离，试求狭缝PD宽度的最大值。

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在科学研究中常用电场和磁场来控制带电粒子的运动，如图甲所示是一种电荷扩束装置，它由粒子源、加速电场、扩束电场组成。其工作原理可简化为如下过程：粒子源产生的同种带正电粒子（粒子重力忽略不计）经加速电场加速后，以速度v0连续不断地沿平行于平行金属板A和B的方向从两极板正中央射入匀强扩束电场。 已知金属板长为L，相距为d．

(1)当两板间电压U１=U0时，粒子恰好打在下极板B的中点．求带电粒子的比荷；

(2)若AB间加如图乙所示的方波形电压，其周期，从t=0开始，前内UAB=，后内UAB=，上述粒子仍然以速度v0沿原来方向持续射入电场，求射出电场时粒子束的宽度D；

(3)若紧贴极板右侧建立xOy坐标系，O点为极板右侧的中点，在坐标系的第I、IV象限某区域内存在一个圆形的匀强磁场区域，磁场方向垂直于xOy坐标平面，要使从最下方射出的粒子经磁场偏转后经过坐标为（2d，2d）的P点出磁场，求磁感应强度B的最大值．

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质谱仪是测带电粒子的质量和分析同位素的一种仪器，它的工作原理是带电粒子（不计重力）经同一电场加速后；垂直进入同一匀强磁场做圆周运动，然后利用相关规律计算出带电粒子质量，其工作原理如图所示，虚线为离子运动轨迹，由图可知

A. 此粒子带负电

B. 下极板S2比上极扳S1电势髙

C. 若只增大加速电压U的值，则半径r变大

D. 若只增大入射粒子的质量，则半径r变小

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质谱仪是测带电粒子的质量和分析同位素的一种仪器，它的工作原理是带电粒子（不计重力）经同一电场加速后；垂直进入同一匀强磁场做圆周运动，然后利用相关规律计算出带电粒子质量，其工作原理如图所示，虚线为离子运动轨迹，由图可知

A. 此粒子带负电

B. 下极板S2比上极扳S1电势髙

C. 若只增大加速电压U的值，则半径r变大

D. 若只增大入射粒子的质量，则半径r变小

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质谱仪是测带电粒子的质量和分析同位素的一种仪器，它的工作原理是将带电粒子（不计重力）经同一电场加速后，垂直射入同一匀强磁场做圆周运动，然后利用相关规律计算出带电粒子质量，如图所示，虚线为某粒子运动轨迹，则由图可知

A.此粒子带负电

B.下极板S2比上极板S1电势高

C.若只增大加速电压U值，则半径r变大

D.若只增大入射粒子的质量，则半径r变小

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质谱仪是测带电粒子的质量和分析同位素的一种仪器，它的工作原理是带电粒子（不计重力）经同一电场加速后，垂直进入同一匀强磁场做圆周运动，然后利用相关规律计算出带电粒子质量，其工作原理如图所示，虚线为某粒子运动轨迹，由图可知（ ）

A. 此粒子带负电

B. 下极板S2比上极板S1电势高

C. 若只增大加速电压U的值，则半径r变大

D. 若只增大入射粒子的质量，则半径r变大

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质谱仪是测带电粒子的质量和分析同位素的一种仪器，它的工作原理是带电粒子（不计重力）经同一电场加速后，垂直进入同一匀强磁场做圆周运动，然后利用相关规律计算出带电粒子质量，其工作原理如图所示，虚线为某粒子运动轨迹，由图可知（　　　　 ）

A.此粒子带负电

B.下极板比上极板的电势高

C.若只增大加速电压U的值，则半径r变大

D.若只增大入射粒子的质量，则半径r变大

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质谱仪是测带电粒子质量和分析同位素的一种仪器，它的工作原理是带电粒子（不计重力）经同一电场加速后，垂直进入同一匀强磁场做圆周运动，然后利用相关规律计算出带电粒子质量．其工作原理如图所示，虚线为某粒子运动轨迹，由图可知（　 ）

A．此粒子带负电

B．下极板S2比上极板S1电势高

C．若只增大加速电压U，则半径r变大

D．若只增大入射粒子的质量，则半径r变大

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质谱仪是测带电粒子的质量和分析同位素的一种仪器，它的工作原理是带电粒子（不计重力）经同一电场加速后，垂直进入同一匀强磁场做圆周运动，然后利用相关规律计算出带电粒子质量，其工作原理如图所示，虚线为某粒子运动轨迹，由图可知（　 ）

A．此粒子带负电

B．下极板S2比上极板S1电势高

C．若只增大加速电压U的值，则半径r变大

D．若只增大入射粒子的质量，则半径r变大

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质谱仪是测带电粒子质量和分析同位素的一种仪器，它的工作原理是带电粒子（不计重力）经同一电场加速后垂直进入同一匀强磁场做圆周运动，然后利用相关规律计算出带电粒子的质量。其工作原理如图所示，虚线为某粒子的运动轨迹，由图可知(　　 )

A.此粒子带负电

B.下极板比上极板电势高

C.若只增大加速电压，则半径变大

D.若只增大入射粒子的质量，则半径变小

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