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  • 1. (2022高三上·浙江月考) 如图所示,科研人员研发了一种质谱仪,用来研究未知星体稀薄大气的成分。工作原理如下:被研究的气体进入离子生产装置后会被电离,根据需要被电离的气体离子经过速度控制装置加速获得适当动能(加速电压为U,离子可认为是由静止加速),再经由一个方向限制微孔垂直磁场边界CD进入垂直于纸面的匀强磁场,有的离子穿过磁场边界BC分别进入Ⅰ、Ⅱ接收装置,有的离子穿过磁场边界AB进入Ⅲ接收装置,因为三个离子接收装置固定安装,只能各自接收一定轨道半径的离子进入,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别对应半径。磁场由永磁体提供,磁感应强度为B,设定 , 求:

    1. (1) 若甲离子由静止经过电场加速后通过磁场,恰好进入接收装置Ⅰ,求甲离子的比荷
    2. (2) 若乙原子经电离后失去一个电子(已知电子电量大小为e),经过电场加速后通过磁场,恰好垂直BC进入接收装置Ⅱ,求乙离子的质量和在磁场中运动的时间t;
    3. (3) 若丙原子电离后,经过电场加速恰好垂直AB进入接收装置Ⅲ,如果离子束在进入磁场时速度方向有一个发散角2α(α极小),求丙离子通过边界AB的宽度d。(α极小,

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