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高中物理
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综合题
1.
(2022高二上·浙江期末)
如图,在直角坐标系xOy平面内,有一离子源可在单位时间内沿x轴正方向发射出n0个(大量)速率均为v
0
的正离子,这些离子分布在离x轴距离为
的范围内,且沿y轴方向均匀分布,已知每个离子的质量均为m,电荷量均为q。在离子源的右侧有一个圆心O'在(0,R),半径为R的垂直纸面向外的圆形磁场Ⅰ,磁感应强度大小为B
1
(未知);在y<0的无限大区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场Ⅱ,磁感应强度为B
2
(未知);另有一块长为R的不计厚度的收集板PQ位于x轴上R~2R的区间。若离子群经过磁场I后均从O点进入磁场Ⅱ,离子打在收集板上即刻被吸收,不考虑离子从磁场Ⅱ出去的后续运动,不计离子的重力及离子间的相互作用,不计收集板对离子的作用力,求:
(1) B
1
的大小;
(2) 若B
2
=B
1
, 离子在两个磁场中运动的总时间的最大值与最小值;
(3) 若
, 稳定后单位时间内收集板吸收的离子数n与B
2
之间的关系。
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