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高中物理
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计算题
1.
(2024高三下·湖南模拟)
如图所示,在竖直平面内建立
xOy
坐标系,
P
、A、
Q
1
、
Q
2
四点的坐标分别为(-2
L
, 0)、(-
L
, 0)、(0,
L
)、(0,-
L
)。
y
轴右侧存在范围足够大的匀强磁场,方向垂直于
xOy
平面向里。在界面
P
A
Q
1
的上方存在竖直向下的匀强电场(未画出),界面
P
A
Q
2
的下方存在竖直向上的匀强电场(未画出),且上下电场强度大小相等。在(
L
, 0)处的C点固定一平行于
y
轴且长为
的绝缘弹性挡板
M
N,C为挡板中点,带电粒子与弹性绝缘挡板碰撞前后,沿
y
方向分速度不变。沿
x
方向分速度反向,大小不变。质量为
m
、电量为
q
的带负电粒子(不计重力)从
x
轴上方非常靠近
P
点的位置以初速度
v
0
沿
x
轴正方向射入电场且刚好可以过
Q
1
点。求:
(1) 电场强度的大小、到达
Q
1
点速度的大小和方向;
(2) 磁场取合适的磁感应强度,带电粒子没有与挡板发生碰撞且能回到
P
点,求从
P
点射出到回到
P
点经历的时间;
(3) 改变磁感应强度的大小,要使粒子最终能回到
P
点,则带电粒子最多能与挡板碰撞多少次?
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