如圖所示，在第一象限某區(qū)域有一垂直于xOy平面向外、磁感應(yīng)強度B1=3mv02qa的矩形勻強磁場PQMN，點Q坐標為（2a,0），其余點坐標未知。現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電量大小為q、不計重力的帶正電粒子從y軸上的A（0，a）點以初速度v0沿x軸正方向射入第一象限、從Q點射出矩形磁場并進入第四象限。第四象限中，虛線EQ左側(cè)存在垂直于xOy平面向里、磁感應(yīng)強度B2=kmv0qa（k為大于零的未知常數(shù)）的勻強磁場。虛線EQ與x軸正方向的夾角為α（未知），在x=4a處垂直于x軸放置一塊長為23a的金屬擋板。金屬擋板良好接地，所有打到金屬擋板上的電荷均能被吸收并導(dǎo)入大地。求：
（1）帶電粒子在B1磁場中運動的時間是多少？
（2）矩形勻強磁場PQMN的最小面積是多少？
（3）在題（2）的基礎(chǔ)上，沿OA放置一個線狀粒子源，該粒子源能均勻地沿x軸正方向源源不斷地發(fā)射質(zhì)量為m、電量大小為q、不計重力的帶正電粒子，且單位時間內(nèi) 發(fā)射的粒子數(shù)為N，發(fā)射速度大小與發(fā)射點縱坐標的關(guān)系滿足v=yav0。已知所有從EQ射出磁場B2的粒子速度方向均沿x軸正方向。求接地導(dǎo)線上的電流大小隨k值變化的函數(shù)表達式。
3
m
v
0
2
qa
m
v
0
qa
3
y
a
【考點】帶電粒子在直線邊界磁場中的運動．
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：146引用：1難度：0.1
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1．如圖所示，水平虛線邊界的上方和正方形abcd區(qū)域內(nèi)存在著磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強磁場，O點在虛線上，正方形abcd的邊長為L，ad與水平虛線邊界重合，Oa間的距離為L。一束質(zhì)量為m、電荷量為-q（q＞0）的粒子從O點豎直向上垂直射入磁場，這些粒子具有不同的速率。在磁場中運動時間為3的粒子從N點（未標出）飛出磁場?，F(xiàn)將入射位置從O點向右緩慢移動，在移動到M點之前（M點未標出），仍會有粒子從N點飛出正方形磁場區(qū)域。下列說法正確的是（不計粒子重力和粒子間的相互作用，不考慮粒子再次進入磁場的運動情形）（ ?。?/h2>4πm3qB發(fā)布：2024/12/18 23:0:1組卷：58引用：2難度：0.7 -
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3．如圖所示，在xOy平面的第I象限內(nèi)y軸和虛線之間存在范圍足夠大的勻強磁場，方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強度大小為B，虛線與x軸正方向的夾角θ=60°，在M（0，l）處有一個粒子源，可沿平面內(nèi)各個方向射出質(zhì)量為m,電量為q的帶正電的粒子，粒子速率均為，不計粒子間的相互作用力與重力，則能從x軸正半軸射出的粒子（ ?。?/h2>v0=3qBl6m發(fā)布：2024/12/18 19:30:1組卷：207引用：3難度：0.5
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