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高中物理
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解答题
1.
(2024高三上·金华模拟)
如图,Ⅰ为半径为R的匀强磁场区域,圆心为O,在圆心正下方S处有一粒子发射源,均匀地向圆内各方向发射质量为m,电荷量为q,速率为v
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的带正电粒子,每秒钟共N个,其中射向O点的粒子恰好从C点射出;Ⅱ为由平行板电容器形成的匀强电场区域,上极板带正电,下极板接地,极板长度为L,极板间距为2R,场强
;Ⅲ为宽度足够的匀强磁场区域,磁感应强度与Ⅰ相同。在Ⅲ区域的右侧竖直固定有平行板电容器,右极板带正电,左极板接地,AB为左极板上长度为
的窄缝(窄缝不影响两极板间电场),电容器两极板电压为
, O、C、A三点连线过Ⅱ区域轴线,不计粒子重力,各磁场方向如图所示,重力加速度为g。
(1) Ⅰ区域磁感应强度的大小。
(2) 若在Ⅱ区域加匀强磁场可使射入的粒子做直线运动,求所加磁场磁感应强度的大小和方向。
(3) 若Ⅱ区域加入(2)问中磁场,同时撤去Ⅲ区域磁场,粒子撞向电容器,已知打到极板上的粒子会被吸收,电容器两极板电压
, 求粒子对电容器的作用力大小。
(4) 在Ⅱ区域的最右侧紧贴下极板放置长度为R的粒子收集板PQ,求每秒收集到的粒子数。
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