百校联考 2024年广东中考适应性考试物理

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百校联考 2024年广东中考适应性考试物理试卷答案

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(17分)如图所示,在xOy平面内,有两个半圆形同心圆弧,与坐标轴分别交于a、b、c点和a'、b'、c'点,其中圆弧a'b'c'的半径为R.两个半圆弧之间的区域内分布着辐射状的电场,电场方向由原点O向外辐射,两圆弧间的电势差为U.圆弧a'b'c上方圆周外区域,存在着上边界为y=53R的垂直纸面向里的足够大匀强磁场,圆弧abc内无电场和磁场.O点处有一粒子源,在xOy平面内向x轴上方各个方向射出质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,带电粒子射出时的初速度大小均为2qUm,被辐射状的电场加速后进入磁场.不计粒子的重力以及粒子之间的相互作用,不考虑粒子从磁场返回圆形区域边界后的运动.(1)求粒子经辐射电场加速后进入磁场时的速度大小;(2)要有粒子能够垂直于磁场上边界射出磁场,求磁场的磁感应强度的最大值B0,及此时从磁场上边界垂直射出的粒子在磁场中运动的时间t;(3)当磁场中的磁感应强度大小变为第(2)间中B0的倍,且磁场上边界调整为y=1.6R时,求能从磁场上边界射出粒子的边界宽度L.

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