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高中物理
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综合题
1.
(2023高三上·茂名开学考)
如图所示,在
平面内,有两个半圆形同心圆弧,与坐标轴分别交于
、
、
点和
、
、
点,其中圆弧
的半径为
。两个半圆弧之间的区域内分布着辐射状的电场,电场方向由原点
向外辐射,其间的电势差为
。圆弧
上方圆周外区域,存在着上边界为
的垂直纸面向里的足够大匀强磁场,圆弧
内无电场和磁场。
点处有一粒子源,在
平面内向
轴上方各个方向,射出质量为
、电荷量为
的带正电的粒子,带电粒子射出时的速度大小均为
, 被辐射状的电场加速后进入磁场,不计粒子的重力以及粒子之间的相互作用,不考虑粒子从磁场返回圆形区域边界后的运动。求:
(1) 粒子被电场加速后的速度
;
(2) 要使有的粒子能够垂直于磁场上边界射出磁场,且该粒子运动轨迹的圆心为
轴上某点,求此时磁场的磁感应强度的大小
;
(3) 当磁场中的磁感应强度大小为第(2)问中
的
倍时,求能从磁场上边界射出粒子的边界宽度
。
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