3.如圖甲所示,是一臺質(zhì)譜儀的簡化結(jié)構(gòu)模型。大量質(zhì)量為m=6.4×10
-27kg、電荷量為q=+3.2×10
-19C的α粒子(即
He核),從容器A下方飄入電勢差為U
0=400V的加速電場中,其初速度可視為0。若偏轉(zhuǎn)電場不加電壓,α粒子經(jīng)加速后,將沿偏轉(zhuǎn)電場的中軸線(圖中虛線路徑)出射后緊跟著馬上垂直屏的方向射入一垂直紙面向外的勻強磁場中,經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后擊中屏?,F(xiàn)在偏轉(zhuǎn)電場兩極間加上如圖乙所示隨時間變化的電壓,其中T遠大于粒子經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場的時間。偏轉(zhuǎn)電場兩板間寬度d=4cm,兩極板正對區(qū)域可視為勻強電場,正對區(qū)域以外的電場忽略不計。不計粒子所受重力和阻力,求:
(1)α粒子出加速電場時速度v
1的大??;
(2)為使α粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場后能全部進入偏轉(zhuǎn)磁場,偏轉(zhuǎn)電場極板長度的取值范圍;
(3)當(dāng)偏轉(zhuǎn)電場極板長度L=8cm時,若容器A中除了題干中已知的α粒子外,還存在另一種粒子氚核(
H),為使兩種粒子均能擊中屏且擊中屏的位置沒有重疊,則偏轉(zhuǎn)磁場的磁感應(yīng)強度不能超過多少?