扭擺器是同步輻射裝置中的插入件，能使粒子的運(yùn)動軌跡發(fā)生扭擺，其簡化模型如圖甲.Ⅰ、Ⅱ兩處寬度均為L的勻強(qiáng)磁場區(qū)相距也為L，磁場方向相反且垂直紙面.一質(zhì)量為m、電量為-q、重力不計(jì)的粒子，從靠近平行板電容器MN板處由靜止釋放，極板間電壓為U，粒子經(jīng)電場加速后平行于紙面射入Ⅰ區(qū)，射入時(shí)速度與水平方向的夾角θ=30°。
（1）粒子從Ⅰ區(qū)右邊界射出時(shí)速度與水平方向夾角為30°，求粒子在Ⅰ區(qū)運(yùn)動的時(shí)間；
（2）為使粒子能返回Ⅰ區(qū)，求Ⅱ區(qū)磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)滿足的條件；
（3）若粒子從進(jìn)入Ⅱ區(qū)域左邊界的C點(diǎn)（圖中沒有標(biāo)出）開始計(jì)時(shí)，磁場B隨著時(shí)間變化的情況如乙圖所示（垂直紙面向外為正），電子運(yùn)動一段時(shí)間后由Ⅱ區(qū)域的右邊界D點(diǎn)飛出磁場，速度方向與水平方向的夾角也是30°，且CD連線與Ⅱ區(qū)域磁場邊界垂直，求磁場的變化周期T和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B2分別應(yīng)滿足何種條件。
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：126引用：1難度：0.3
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1．核聚變具有極高效率、原料豐富以及安全清潔等優(yōu)勢，中科院等離子體物理研究所設(shè)計(jì)制造了全超導(dǎo)非圓界面托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置（EAST），這是我國科學(xué)家率先建成了世界上第一個(gè)全超導(dǎo)核聚變“人造太陽實(shí)驗(yàn)裝置將原子核在約束磁場中的運(yùn)動簡化為帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動，如圖所示，磁場水平向右分布在空間中，所有粒子的質(zhì)量均為m,電荷量均為q,且粒子的速度在紙面內(nèi)，忽略粒子重力的影響，以下判斷正確的是（ ?。?/h2>發(fā)布：2024/12/30 0:0:1組卷：65引用：2難度：0.7 -
2．如圖1所示，在xOy坐標(biāo)系中，兩平行極板P、Q垂直于y軸且關(guān)于x軸對稱，極板長度和板間距均為l,緊靠極板的右邊緣的有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域由ΔAB0和矩形0BCD構(gòu)成，其中∠OAB=60°，OD=OA．磁場方向垂直于xOy平面向里，D、A位于y軸上。位于極板左側(cè)的粒子源沿x軸向右接連發(fā)射質(zhì)量為m,電荷量為+q、速度相同的帶電粒子，現(xiàn)在0～3t0時(shí)間內(nèi)兩板間加上如圖2所示的電壓，已知t=0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的粒子，在t0時(shí)刻射入磁場時(shí)，恰好不會從磁場邊界射出磁場區(qū)域且圓心在x軸上，上述l、m、q、t0為已知量，U0=
，不考慮P、Q兩板電壓的變化對磁場的影響，也不考慮粒子的重力及粒子間的相互影響，求：ml2qt02
（1）t=0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子射入磁場時(shí)的速度；
（2）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小及磁場區(qū)域的面積；
（3）t=t0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動的時(shí)間。
發(fā)布：2024/12/30 0:0:1組卷：79引用：2難度：0.7 -
3．如圖所示，三角形ABC內(nèi)有垂直于三角形平面向外的勻強(qiáng)磁場，AB邊長為L，∠CAB=30°，∠B=90°，D是AB邊的中點(diǎn)?，F(xiàn)在DB段上向磁場內(nèi)射入速度大小相同、方向平行于BC的同種粒子（不考慮粒子間的相互作用和粒子重力），若從D點(diǎn)射入的粒子恰好能垂直AC邊射出磁場，則AC邊上有粒子射出的區(qū)域長度為（ ?。?/h2>發(fā)布：2025/1/3 0:30:3組卷：300引用：1難度：0.5
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