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高中物理
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综合题
1.
(2020高二上·顺德期末)
下图为实验室筛选带电粒子的装置示意图。加速器金属板M、N竖直放置,两板中心开有小孔,板间电压为U
1
。加速器右侧为一速度选择器,金属板E、F中有正交的匀强电强磁场,磁场垂直纸面向里,磁感应强度大小为B
1
, 电场方向未画出。速度选择器右端有一个圆心为O,半径为R的绝缘圆筒,圆筒某一横截面在粒子运动所在的竖直面内,在该横截面内圆筒上有三个等间距的小孔A、B、C,圆筒内存在着垂直纸面向里的匀强磁场。现有一带电量为+q,质量为m的粒子(重力忽略不计),由静止经过加速器加速后恰能沿直线通过速度选择器,最终从A孔正对圆筒横截面圆心O射入圆筒。求:
(1) 速度选择器中电场强度的大小;
(2) 若粒子进入绝缘圆筒后,直接从B点射出,则圆筒内的磁感应强度B
2
为多大?
(3) 为了使粒子从B点射出后能从C点返回筒内,可在圆筒外PQ直线右侧加一垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B
3
, 若粒子在运动中与圆筒壁碰撞,将以原速率反弹,求B
3
可能的大小。
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