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  • 1. (2021高三上·恩施月考) 如图所示,半径为L的金属圆环内部等分为两部分,两部分各有垂直于圆环平面、方向相反的匀强磁场,磁感应强度大小均为B0 , 与圆环接触良好的导体棒绕圆环中心O匀速转动。圆环中心和圆周用导线分别与两个半径为R的D形金属盒相连,D形盒处于真空环境且内部存在着磁感应强度为B的匀强磁场,其方向垂直于纸面向里。t=0时刻导体棒从如图所示位置开始运动,在导体棒开始转动的半周内有一束相同粒子从D形盒内中心附近A处均匀飘入(可忽略粒子的初速度)宽度为d的狭缝,粒子质量为m,电荷量为-q(q>0),粒子每次通过狭缝都能得到加速,最后恰好从D形盒边缘出口射出。不计粒子重力及粒子间的相互作用,忽略粒子在狭缝中运动的时间,导体棒始终以最小角速度 (未知)匀速转动,求:

    1. (1) 的大小;
    2. (2) 考虑实际情况,粒子在狭缝中运动的时间不能忽略,求粒子从飘入狭缝一直加速至动能达到最大的过程中,粒子在狭缝中的加速时间
    3. (3) 在第(2)问情景下,要使飘入的粒子有99%能射出,求狭缝宽度d满足的条件。

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