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  • 1. (2022高二下·浙江月考) 某“太空粒子探测器”是由加速、偏转和探测三部分装置组成,其原理可简化如下:如图所示,沿半径方向的加速电场区域边界为两个同心半圆弧面,圆心为 , 外圆弧面电势为 , 内圆弧面电势为;在点右侧有一与直线相切于半径为的圆,圆心为 , 圆内(及圆周上)存在垂直于纸面向外的匀强磁场;是一个足够长的粒子探测板,探测板与水平方向夹角为点位于点正下方处;假设太空中漂浮着质量为 , 电荷量为的带正电粒子,它们能均匀地吸附到圆弧面上,并被加速电场从静止开始加速到圆弧而上,再由点进入磁场偏转,最后打到探测板上,(不计粒子间的相互作用和星球对粒子引力的影响),其中沿连线方向入射的粒子经磁场偏转后恰好从圆心的正下方点射出磁场。

    1. (1) 求粒子聚焦到点时速度的大小及圆形磁场的磁感应强度大小;
    2. (2) 从图中点(夹角)被加速的粒子打到探测板上点(图中未画出),求该粒子从点运动到探测板所需的时间;
    3. (3) 若每秒打在探测板上的离子数为 , 打在板上的离子全部被吸收,求探测板受到的作用力大小。

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