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  • 1. (2022高三上·广东月考) 如图甲所示为某科研小组设计的离子加速装置,其主要部分为竖直放置的长方体加速盒。加速盒左右竖直侧面分别开有上下四个竖直狭缝,它们构成上下两个与左右侧面垂直的加速通道P、Q,四个狭缝的高度均为h,且互相对齐处于同一竖直面内。加速盒右侧空间存在垂直于狭缝所在竖直面的匀强磁场,磁感应强度大小为B。在加速盒左右侧面之间加有如图乙所示的交变电压(数值未知),可以确保离子在通道内始终得到加速,现将一束初速度可以忽略的一价离子由加速通道P的左侧狭缝均匀的注入通道,经电场加速后,再经盒外匀强磁场偏转进入通道Q的右侧入口,最后经过通道Q加速后由左侧狭缝射出。已知上下狭缝中心间的竖直距离为H,沿狭缝中心进入磁场的离子恰能沿狭缝的中心射出,设离子的质量为m,元电荷电量为e,不计离子重力及离子间的相互作用,求:

    1. (1) 离子最后由加速通道Q出射时的动能;
    2. (2) 若要求至少80%的离子能够通过两通道获得加速,求加速电压允许的变化范围。

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