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  • 1. (2023高三上·浙江开学考) 中国科学院自主研制的“人造小太阳”是一个核聚变反应堆,是磁约束核聚变实验装置,该装置需要对较高速度的粒子束的各种带电离子分离出来。假设“偏转系统”的原理如图所示,离子源不断的产生带电离子,经加速电场再进入速度选择器,离子射入右侧磁分析器偏转分离,到达y轴离子接收板上,建立如图所示坐标系(速度选择器直线运动离子出口为坐标原点),已知有一离子带正电、电荷量为q , 质量为m , 加速电场两极板间电压为U , 速度选择器间距为d , 极板长度为 , 速度选择器内电场强度为E , 离子进入加速电场初速度可忽略不计,不考虑粒子间的相互作用以及相对论效应,重力忽略不计。求:

    1. (1) 离子经加速电场后获得的速度;
    2. (2) 若粒子在速度选择器中做直线运动,速度选择器中磁场磁感应强度
    3. (3) 若速度选择器中只有电场,磁分析器中磁场为匀强磁场,磁感应强度为B , 离子射到y轴的位置;
    4. (4) 若磁分析器中磁场磁感应强度为x轴均匀变化,位置的磁感应强度,k为大于0的常数,速度选择器中直线运动的离子射入右侧磁场离y轴最远距离。

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