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  • 1. (2024·黑吉辽)  现代粒子加速器常用电磁场控制粒子团的运动及尺度。简化模型如图:Ⅰ、Ⅱ区宽度均为L,存在垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度等大反向;Ⅲ、Ⅳ区为电场区,Ⅳ区电场足够宽,各区边界均垂直于x轴,O为坐标原点。甲、乙为粒子团中的两个电荷量均为+q,质量均为m的粒子。如图,甲、乙平行于x轴向右运动,先后射入Ⅰ区时速度大小分别为。甲到P点时,乙刚好射入Ⅰ区。乙经过Ⅰ区的速度偏转角为30°,甲到O点时,乙恰好到P点。已知Ⅲ区存在沿+x方向的匀强电场,电场强度大小。不计粒子重力及粒子间相互作用,忽略边界效应及变化的电场产生的磁场。

    1. (1) 求磁感应强度的大小B;
    2. (2) 求Ⅲ区宽度d;
    3. (3) Ⅳ区x轴上的电场方向沿x轴,电场强度E随时间t、位置坐标x的变化关系为 , 其中常系数已知、k未知,取甲经过O点时。已知甲在Ⅳ区始终做匀速直线运动,设乙在Ⅳ区受到的电场力大小为F,甲、乙间距为Δx,求乙追上甲前F与Δx间的关系式(不要求写出Δx的取值范围)

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