如圖甲所示，在空間中建立xOy坐標系，α射線管由平行金屬板A、B和平行于金屬板的細管C組成，放置在第Ⅱ象限，細管C到兩金屬板距離相等，細管C開口在y軸上。放射源P在A板左端，可以沿特定方向發射某一初速度的α粒子。若金屬板長為L、間距為d,當A、B板間加上某一電壓時，α粒子剛好能以速度v0從細管C水平射出，進入位于第Ⅰ象限的靜電分析器中。靜電分析器中存在著輻向電場（電場線沿半徑方向指向圓心O），α粒子在該電場中恰好做勻速圓周運動，α粒子運動軌跡處的場強大小為E0。t=0時刻α粒子垂直x軸進入第Ⅳ象限的交變電場中，交變電場的電場強度隨時間的變化關系如圖乙所示，規定沿x軸正方向為電場的正方向。已知α粒子的電荷量為2e（e為元電荷）、質量為m,重力不計。求：
（1）α粒子從放射源P運動到C的過程中動能的變化量ΔEk和發射時初速度v的大小；
（2）α粒子在靜電分析器中運動的軌跡半徑r和運動的時間t0；
（3）當t=T時，α粒子的坐標。
【答案】（1）α粒子從放射源P運動到C的過程中動能的變化量ΔEk為，發射時初速度v的大小；
（2）α粒子在靜電分析器中運動的軌跡半徑r為，運動的時間t0為；
（3）當t=T時，α粒子的坐標為
-
m
d
2
v
2
0
2
L
2
v
0
1
+
d
2
L
2
（2）α粒子在靜電分析器中運動的軌跡半徑r為
m
v
2
0
2
e
E
0
πm
v
0
4
e
E
0
（3）當t=T時，α粒子的坐標為
（
m
v
2
0
2
e
E
0
+
e
E
0
T
2
2
m
，-
v
0
T
）
【解答】
【點評】
聲明：本試題解析著作權屬菁優網所有，未經書面同意，不得復制發布。
發布：2024/10/10 13:0:2組卷：80引用：5難度：0.5
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-
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發布：2024/12/29 17:0:1組卷：349引用：5難度：0.9