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高中物理
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综合题
1.
(2020·济宁模拟)
理论研究表明暗物质湮灭会产生大量高能正电子,所以在宇宙空间探测高能正电子是科学家发现暗物质的一种方法。下图为我国某研究小组设计的探测器截面图:开口宽为
的正方形铝筒,下方区域Ⅰ、Ⅱ为方向相反的匀强磁场,磁感应强度均为B,区域Ⅲ为匀强电场,电场强度
,三个区域的宽度均为d。经过较长时间,仪器能接收到平行铝筒射入的不同速率的正电子,其中部分正电子将打在介质MN上。已知正电子的质量为m,电量为e,不考虑相对论效应及电荷间的相互作用。
(1) 求能到达电场区域的正电子的最小速率;
(2) 在区域Ⅱ和Ⅲ的分界线上宽度为
的区域有正电子射入电场,求正电子的最大速率;
(3) 若L=2d,试求第(2)问中最大速度的正电子打到MN上的位置与进入铝筒位置的水平距离。
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