百师联盟·2024届高三一轮复习联考(五)新教材物理考试试卷

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百师联盟·2024届高三一轮复习联考(五)新教材物理试卷答案

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15.(18分)制造芯片的过程中,需要用电磁场精准控制粒子的轨迹,如图所示,区域I中正交的电磁场构成了一个速度选择器,右侧足够大的长方体被分成两个区域,区域Ⅱ中存在竖直向上的匀强磁场,区域Ⅲ中存在水平向左的匀强电场。质量为m、、带电荷量为+q的粒子从区域I左侧的小孔O以垂直电磁场方向的速度v0射入,该粒子沿直线穿越区域I,从右侧的小孔O'离开,沿直线由P点进入区域Ⅱ,P点到区域Ⅱ、Ⅲ边界的距离为d,粒子由区域Ⅱ、Ⅲ边界上的Q点(未画出)进入区域Ⅲ,Q点到长方体左侧面的距离为3d,,最终粒子运动到长方体左侧面的S点,粒子在S点的速度与左侧面的夹角为60^,,忽略粒子的重力。(1)求区域Ⅱ中磁感应强度的大小;(2)求区域Ⅲ中电场强度的大小以及S点到区域Ⅱ、Ⅲ边界的距离;(3)将区域I中的磁感应强度变为原来的2倍,改变粒子的速度,粒子仍从0点射入,结果发现粒子仍沿直线由P射入区域Ⅱ,求该粒子第二次运动到长方体左侧面时到区域Ⅱ、Ⅲ边界的距离。

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