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高中物理
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综合题
1.
(2023高三下·江西月考)
如图所示的
直角坐标系中,在以y轴上的A点(
,
)为圆心、半径为
的圆形区域内,分布着垂直于纸面向外的匀强磁场。在圆形区域外有一对金属极板P、Q平行正对放置,Q板处于x轴上,两板的长度和间距均为
, 极板间围成的区域内分布着垂直于纸面向内的匀强磁场,两个磁场的磁感应强度大小相同。在原点O处的粒子源向纸面内第一象限的各个方向不断射出电荷量为
(
)、质量为
的粒子,射出时速度大小均为
。粒子经过圆形区域后速度方向均平行于x轴,最上方的粒子贴近P板射入两板之间。粒子经极板间的磁场再次偏转,碰到P板的粒子都被吸收使P板带电,Q板通过接地带上与P板等量的异种电荷。当两板间的电压达到稳定后,撤去极板间的磁场。此后粒子继续射入。假设极板带电后仅在两板之间的区域产生匀强电场,对区域外的影响可忽略不计。不计粒子的重力及它们之间的相互作用。
(1) 求磁场的磁感应强度
的大小和两板间的稳定电压
;
(2) 设粒子从O处射出的方向与x轴正方向的夹角为
, 试讨论撤去右侧磁场后,粒子最终落在极板上或从极板间右侧离开时的动能
与
的关系。
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