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  • 1. (2024高二下·宁南期末) 回旋加速器是获取高能粒子的重要工具,被广泛应用于科学研究和医学治疗中。回旋加速器的工作原理如图甲所示,真空中两个相同的半圆形区域的圆心分别为 , 两半圆形区域内分布着方向垂直纸面向里的匀强磁场。两区域间狭缝的宽度为 , 在狭缝间施加如图乙所示的交变电压,电压值的大小为时刻,在点由静止释放质量为、电荷量为带电粒子,粒子经过狭缝的时间不能忽略,粒子在狭缝间的运动可视为匀变速直线运动,交变电压的变化周期 , 匀强磁场感应强度的大小 , 不计粒子重力及粒子的相对论效应,求

    (1)粒子第一次在区域内做匀速圆周运动的轨道半径;

    (2)粒子从开始释放到第二次刚离开区域所用的时间;

    (3)若半圆形区域的直径足够大,粒子在磁场中运动的最大速度。

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