【题目】现在很多家庭或者单位刚装修结束,都要进行空气检测和治理.某环保设备装置可用于气体中有害离子的检测和分离.离子检测的简化原理如图所示.Ⅰ区为电场加速区,Ⅱ区为无场区,Ⅲ区为电场检测区.已知Ⅰ区中ABCD两极的电势差为U,距离为LⅡ区中CEDF两板的间距为d,板长为4LⅢ区中EFGH间距足够大,其内部匀强电场的电场强度为,方向水平向左.假设大量相同的正离子在AB极均匀分布,由初速度为零开始加速,不考虑离子间的相互作用和重力影响,则:

(1)ABCD哪一极电势高?若正离子的比荷为k,求该离子到达CD极时的速度大小;

(2)该装置可以测出离子从AB极出发,经过Ⅰ区、Ⅱ区和Ⅲ区,最后返回EF端的总时间为t,由此可以确定离子的比荷为k,试写出kt的函数关系式;

(3)若将Ⅲ区的匀强电场换成如图所示的匀强磁场,则电场检测区变成了磁场分离区,为收集分离出的离子,需在EF边上放置收集板EP,收集板下端留有狭缝PF,离子只能通过狭缝进入磁场进行分离.假设在AB极上有两种正离子,质量分别为mM,且1<≤4,电荷量均为Q,现要将两种离子在收集板上完全分离,同时为收集更多离子,狭缝尽可能大,试讨论狭缝PF宽度的最大值与mMd的关系式.(磁感应强度大小可调,不考虑出Ⅲ区后再次返回的离子)

 0  173250  173258  173264  173268  173274  173276  173280  173286  173288  173294  173300  173304  173306  173310  173316  173318  173324  173328  173330  173334  173336  173340  173342  173344  173345  173346  173348  173349  173350  173352  173354  173358  173360  173364  173366  173370  173376  173378  173384  173388  173390  173394  173400  173406  173408  173414  173418  173420  173426  173430  173436  173444  176998 

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