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  • 1. (2022高三上·南京月考) 质谱仪是一种检测和分离同位素的仪器。氕()、氘()两种带电粒子从容器A下方的狭缝S1飘入电势差为U0的加速电场,其初速度几乎为0,然后经过狭缝S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打到照相底片上。已知带电粒子从狭缝S3进入磁场时与垂直磁场边界方向存在一个很小的散射角θ,所有粒子均打在底片区域内,最远点M到狭缝S3的距离为d。氘的质量为m,忽略带电粒子的重力及相互间作用力,且未知。

    1. (1) 打到M点的是氘粒子,求其电量q;
    2. (2) 若某些氘粒子进入磁场后,形成等效电流为I的粒子束,最终打在照相底片MN上的P点(图中未画出)形成一个曝光点,粒子均被吸收。求氘粒子束单位时间内对P点的冲击力大小F;
    3. (3) 若考虑加速电压有波动,在(U0)到(U0+)之间变化,要使氕、氘两种粒子在底片上没有重叠,求应满足的条件。

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