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菁優(yōu)網(wǎng)利用電場(chǎng)與磁場(chǎng)控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng),在現(xiàn)代科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)設(shè)備中有著廣泛的應(yīng)用.如圖所示,一粒子源不斷釋放質(zhì)量為m,帶電量為+q的帶電粒子,其初速度為v0,經(jīng)過可調(diào)的加速電壓
U
0
U
3
m
v
2
0
2
q
加速后,以一定速度垂直平面MNN1M1射入棱長(zhǎng)為2L的正方體區(qū)域MNPQ-M1N1P1Q1.可調(diào)整粒子源及加速電場(chǎng)位置,使帶電粒子在長(zhǎng)方形MHIJ區(qū)域(MH=
3
L
2
,MJ=L)內(nèi)入射,不計(jì)粒子重力及其相互作用。(說明:本題中為了計(jì)算方便,取cos36°=0.8,sin36°=0.6)
(1)若僅在正方體區(qū)域中加上沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),要讓所有粒子都到達(dá)平面NPP1N1,求所加勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的最小值E0;
(2)若僅在正方體區(qū)域中加上沿x軸正方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),要讓所有粒子都到達(dá)平面M1N1P1Q1(含邊界),求所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小滿足的條件;
(3)同時(shí)加上沿x軸正方向的電場(chǎng)和磁場(chǎng),且加速電壓為零時(shí),從M點(diǎn)射入的粒子恰好打在底面M1N1P1Q1的中心,求所加的B、E的大??;
(4)同時(shí)加上沿x軸正方向的電場(chǎng)和磁場(chǎng),且電場(chǎng)強(qiáng)度為
E
1
=
4
m
v
2
0
π
2
q
L
,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為
B
1
=
m
v
0
q
L
,畫出在平面NPP1N1上有粒子打到的區(qū)域的邊界,并求出面積。

【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:99引用:2難度:0.5
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