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如图为近代物理实验室中研究带电粒子的一种装置。带正电的粒子从容器A下方的小孔S不断飘入电压为U的加速电场,经过S正下方的小孔O后,沿SO方向垂直进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场中,最后打...
题目内容:
如图为近代物理实验室中研究带电粒子的一种装置。带正电的粒子从容器A下方的小孔S不断飘入电压为U的加速电场,经过S正下方的小孔O后,沿SO方向垂直进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场中,最后打在相机底片D上并被吸收。已知D与O在同一平面内,粒子在D上的落点到O的距离为x,不考虑粒子重力和粒子在小孔S处的速度。
(1)求粒子的比荷;
(2)由于粒子间存在相互作用,从O进入磁场的粒子在纸面内将发生不同程度的微小偏转,其方向与竖直方向的最大偏角为α,若粒子速度大小相同,求粒子在D上的落点到O的距离最大值和最小值;
(3)实际上,加速电场的电压也会发生微小变化(设电压变化范围为U±ΔU),从而导致进入磁场的粒子的速度大小也有所不同。现从容器A中飘入的粒子电荷量相同但质量分别为m1、m2 (m1>m2),最终均能打在D上,若要使这两种粒子的落点区域不重叠,则ΔU应满足什么条件?(粒子进入磁场时的速度方向与竖直方向的最大偏角仍为α)
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