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高中物理
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综合题
1.
(2022·辽宁模拟)
利用电场与磁场控制带电粒子的运动,使其在特定时间内达到预定的位置,在现代科学实验和技术设备中有着广泛的应用。如图所示,一粒子源不断释放质量为m,带电量为+q的带电粒子,其初速度视为零,经过加速电压U后,以一定速度垂直平面
, 射入边长为L的正方体区域
。可调整粒子源及加速电场位置,使带电粒子在边长为
的正方形
区域内入射,不计粒子重力及其相互作用,完成以下问题:
(1) 若仅在正方体区域中加上沿MN方向的匀强电场,要让所有粒子都到达平面
, 求所加匀强电场电场强度的最小值E
min
;
(2) 若仅在正方体区域中加上沿MN方向的匀强磁场,要让所有粒子都到达平面
, 求所加匀强磁场磁感应强度的最小值B
0
及最大值B
m
;
(3) 以M
1
为原点建立如图所示直角坐标系
, 若在正方体区域中同时加上沿MN方向大小为
的匀强电场及大小为B
0
的匀强磁场,让粒子对准I点并垂直平面
入射,求粒子离开正方体区域时的坐标位置(结果可用根号和圆周率
表示)。
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