(23-24高二下·新疆巴音郭楞蒙古·期末)质谱仪示意图如图甲所示，一粒子束从两极板
和
的中心轴线水平入射，通过两极板中间区域后部分粒子能够从狭缝
处射入质谱仪，最终分裂为a、b、c三束，分别运动到磁场边界的核乳胶片上，它们的运动轨迹如图所示。已知极板
和
中间区域同时有电场强度大小为E的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为
，在狭缝
右侧空间有面积不限、垂直纸面向外、磁感应强度大小为
的匀强磁场。不计粒子的重力。请回答下列问题：
（1）请判断粒子所带电性，并求出能够进入狭缝
的粒子的速度v；
（2）若沿a、b、c轨迹运动的离子带电量相同，测得它们在胶片上成像处到
的距离之比为2：3：4，求它们的质量之比；
（3）若缩小狭缝
右侧空间匀强磁场区域，使其宽度为
，
下方长度为
，如图乙所示。若一束电荷量为q的带电粒子从两极板中心轴线水平入射，能够从狭缝
处水平射入质谱仪，且所有带电粒子均不从磁场区域的右边界射出，求带电粒子的质量m的范围。（结果用式子表示）
【答案】（1）带正电，
，方向水平向右；（2）ma:mb:mc=2:3:4；（3）
【来源】新疆巴音郭楞蒙古自治州2023-2024学年高二下学期7月期末考试物理试题
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