如圖甲所示，在坐標系xOy的第一、二象限內(nèi)存在一有界勻強磁場區(qū)域，兩邊界都為圓形，其中大圓半徑R1=0.05m,圓心在y軸上的O1；小圓半徑R2=0.03m,圓心在坐標原點O；M、N為兩圓形邊界的交點。小圓內(nèi)存在輻向電場，圓心與邊界間的電壓恒為U0=800V；在磁場右側(cè)與x軸垂直放置一平行板電容器，其左極板P中間開有一狹縫（如圖乙所示），電容器兩極板間電壓為U（U的大小和極板電性都未知）。在O點，存在一粒子源（圖中未畫出），可以在紙面內(nèi)沿電場向各方向同時均勻發(fā)射質(zhì)量為m=8×10-27kg、帶電量為q=+8×10-19C的粒
子（粒子初速度較小，可以忽略），經(jīng)輻向電場加速后進入磁場，部分粒子能以水平向右的速度從大圓邊界的右側(cè)離開磁場，已知粒子源每秒發(fā)射的粒子數(shù)為N0=1×1020個。不計粒子的重力及粒子間的相互作用力，不考慮場的邊界效應(yīng)，整個裝置處在真空環(huán)境中，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
（1）帶電粒子進入磁場時的速度大小v；
（2）帶電粒子在磁場中的運動半徑r以及勻強磁場的磁感應(yīng)強度B；
（3）極板P上的狹縫剛好處在紙面位置，水平向右離開磁場的粒子，一部分會打在P極板（狹縫上方、下方），另一部分會通過狹縫進入電容器，粒子一旦接觸極板，立刻被吸收，但不會影響電容器的電壓。試求在較長的一段時間內(nèi)，帶電粒子對電容器的平均作用力F的大小與極板電壓的關(guān)系。（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：117引用：2難度：0.4
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1．如圖所示，在y軸的右方有一磁感應(yīng)強度大小為B的方向垂直紙面向外的勻強磁場，在x軸的下方有一方向平行x軸向左的勻強電場?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子由靜止經(jīng)過加速電壓為U的電場加速，并從y軸上的A點垂直y軸進入第一象限，而后從x軸上的P處以與x軸正方向夾角為60°的方向進入第四象限，最后到達y軸上的Q點（圖中未畫出）。已知電場的電場強度大小，不考慮粒子受到的重力，則（ ）E=BqU6m發(fā)布：2024/12/20 7:0:1組卷：102引用：1難度：0.3 -
2．如圖所示，平行邊界M、N間有垂直邊界向右的勻強電場，勻強電場的電場強度為E=103V/m,平行邊界N、P間有垂直紙面向外的勻強磁場，相鄰邊界間距均為L=0.2m,一個質(zhì)量為m=10-11kg、電荷量為q=10-7C的帶正電的粒子從電場中緊靠邊界M的O點，以垂直電場方向向上、大小為v0=2×103m/s的初速度射入電場，經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后，粒子進入磁場，粒子剛好不從磁場的邊界P射出磁場。不計粒子的重力，求：
（1）粒子從O開始第一次運動到邊界N時速度的大小；
（2）勻強磁場磁感應(yīng)強度的大小；
（3）粒子第一次在磁場中運動的時間。發(fā)布：2024/12/20 2:30:1組卷：176引用：4難度：0.5 -
3．如圖所示，在y＞0的空間中存在沿y軸負方向的勻強電場，在y＜0的空間中存在方向垂直xOy平面（紙面）向外的勻強磁場，一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子，比荷C/kg,自y軸上的P1點以速率v0=10m/s沿x軸正方向射入電場；然后經(jīng)過x軸上的P2點進入磁場，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后，經(jīng)過坐標原點O返回第一象限。已知OP1=d=1m,OP2=2qm=13×10-2m,不計粒子重力。求：3d=23
（1）電場強度E的大??；
（2）磁感應(yīng)強度B的大?。?br />（3）粒子從點P1到第一次經(jīng)過坐標原點O所用的時間t。發(fā)布：2024/12/15 17:30:1組卷：458引用：1難度：0.6
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