1 . 如题图所示,两个相同的光滑弹性竖直挡板MN、PQ固定在纸面内,平行正对且相距足够远,矩形MNQP区域内(含边界)充满竖直向下的匀强电场,电场强度大小为E。紧邻MN板右侧有一匀强磁场,方向垂直纸面向里,磁场右边界为半圆,圆心为MN板的中点O。现有一带负电小球在纸面内从M点射入磁场,速度大小为v、方向与MP的夹角为,恰好能在磁场中做匀速圆周运动,且第一次飞出磁场时速度恰好水平。已知重力加速度为g,,该小球可视为质点且电荷量保持不变,挡板厚度不计,忽略边界效应。该小球每次与挡板(含端点)碰撞后瞬时,水平速度大小不变、方向反向,竖直速度不变。
(1)求该小球第一次与MN板碰撞前在磁场中运动的路程;
(2)求该匀强磁场的磁感应强度大小B;
(3)若该小球能通过N点,求的大小,以及该小球第二次离开矩形MNQP区域前运动的总时间。
(1)求该小球第一次与MN板碰撞前在磁场中运动的路程;
(2)求该匀强磁场的磁感应强度大小B;
(3)若该小球能通过N点,求的大小,以及该小球第二次离开矩形MNQP区域前运动的总时间。
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2 . 如图所示,带状形区域Ⅰ和Ⅱ内分别存在方向垂直于纸面向里和向外的匀强磁场,图中虚线为磁场的边界,区域Ⅰ中的磁感应强度大小为(未知),区域Ⅱ中的磁感应强度大小为(未知),带状形区域的长度足够长,两有界磁场区域的宽度及它们之间的距离均为L。现一质量为m、带电荷量为(q>0)的粒子以速度v平行于纸面射入Ⅰ区,不计重力,试回答下列问题。
(1)若粒子从Ⅰ区左边界斜向上射入时速度与竖直方向的夹角为60°,从Ⅰ区右边界射出时速度与竖直方向的夹角也为60°,求的大小;同时为使粒子能返回Ⅰ区,求Ⅱ区的大小范围。
(2)若,当粒子从Ⅰ区左边界斜向上射入、速度方向与竖直方向的夹角为30°时,恰好从Ⅰ区右边界垂直射出,最终从Ⅱ区右边界上的某处射出,求粒子从Ⅰ区射入到从Ⅱ区射出所用的时间。
(3)若与不相等,两磁场区域的宽度也不相等,分别为、,粒子从Ⅰ区左边界射入时速度与水平方向有一定的夹角,若使粒子进入Ⅰ区的速度方向与穿出Ⅱ区的速度方向相同,则两物理量的乘积与的大小有什么关系?
(1)若粒子从Ⅰ区左边界斜向上射入时速度与竖直方向的夹角为60°,从Ⅰ区右边界射出时速度与竖直方向的夹角也为60°,求的大小;同时为使粒子能返回Ⅰ区,求Ⅱ区的大小范围。
(2)若,当粒子从Ⅰ区左边界斜向上射入、速度方向与竖直方向的夹角为30°时,恰好从Ⅰ区右边界垂直射出,最终从Ⅱ区右边界上的某处射出,求粒子从Ⅰ区射入到从Ⅱ区射出所用的时间。
(3)若与不相等,两磁场区域的宽度也不相等,分别为、,粒子从Ⅰ区左边界射入时速度与水平方向有一定的夹角,若使粒子进入Ⅰ区的速度方向与穿出Ⅱ区的速度方向相同,则两物理量的乘积与的大小有什么关系?
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