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菁優(yōu)網(wǎng)宇宙中的暗物質(zhì)湮滅會產(chǎn)生大量的高能正電子,正電子的質(zhì)量為m,電量為e,通過尋找宇宙中暗物質(zhì)湮滅產(chǎn)生的正電子是探測暗物質(zhì)的一種方法(稱為“間接探測”)。如圖所示是某科研攻關(guān)小組為空間站設(shè)計(jì)的探測器截面圖,粒子入口的寬度為d,以粒子入口處的上沿為坐標(biāo)原點(diǎn)建立xOy平面直角坐標(biāo)系,以虛線AB、CD、EF為邊界,0<x<d區(qū)域有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,d<x<2d區(qū)域有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,0<x<2d區(qū)域內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B;2d<x<3d區(qū)域有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度大小E為
e
B
2
d
m
;x=5d處放置一塊與y軸平行的足夠長的探測板PQ。在某次探測中,僅考慮沿x軸正方向射入的大量速度不等的正電子,正電子的重力以及相互作用不計(jì),其中一些正電子到達(dá)邊界AB時(shí),速度與x軸的最小夾角為30°,對此次探測,求:
(1)初速度多大的正電子不能到達(dá)探測板PQ?
(2)正電子自入口到探測板PQ的最短時(shí)間;
(3)正電子經(jīng)過邊界CD時(shí)的y軸坐標(biāo)范圍;
(4)自坐標(biāo)原點(diǎn)O射入的速度最大的正電子到達(dá)探測板PQ時(shí)的y軸坐標(biāo)。

【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:58引用:2難度:0.4
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  • 菁優(yōu)網(wǎng)1.如圖所示,在x軸上方存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,在xOy平面內(nèi),從原點(diǎn)O處與x軸正方向成角θ(0<θ<π),以速率v發(fā)射個(gè)帶正電的粒子(重力不計(jì)),則下列說法正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/11/15 13:30:1組卷:170引用:4難度:0.4
  • 菁優(yōu)網(wǎng)2.如圖甲所示,在真空中半徑r=3×10-2m的圓形區(qū)域內(nèi).有磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T.方向如圖的勻強(qiáng)磁場.一束帶正電的粒子電荷量q=1.6×10-19C,質(zhì)量m=1.6×10-27kg,以初速度v0=1.0×106m/s.從磁場邊界上直徑ab的a端沿各個(gè)方向射入磁場且初速度方向都垂直于磁場方向.不計(jì)粒子重力.計(jì)算時(shí)取sin=37°=0.6,cos37°=0.8.求:
    (1)當(dāng)粒子的速度方向與直徑ab的夾角α為多少時(shí).粒子剛好從磁場邊界b處飛出磁場.該粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間是多少?
    (2)若粒子射入磁場的速度改為v=3.0×105m/s,其他條件不變.試用曲線在圖乙中畫出該束粒子在磁場中可能出現(xiàn)的區(qū)域.要求有簡要的文字說明.

    發(fā)布:2024/11/15 8:0:2組卷:12引用:0難度:0.9
  • 菁優(yōu)網(wǎng)3.如圖所示,質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子,經(jīng)電勢差為U的電場加速后,從O點(diǎn)垂直MN邊界進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場中,速度方向與磁場方向垂直,最后在MN邊界上的P點(diǎn).設(shè)帶電粒子初速度為零且不計(jì)重力:
    ①計(jì)算粒子進(jìn)入磁場時(shí)的速率;
    ②判斷該粒子帶正電還是負(fù)電;
    ③計(jì)算OP間的距離.

    發(fā)布:2024/11/15 8:0:2組卷:257引用:1難度:0.5
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