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高中物理
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計算題
1.
(2024高三上·長沙期末)
阿爾法磁譜儀(簡稱AMS)是美籍華裔物理學家丁肇中構思,由中國參與建造的探測反物質和暗物質的儀器。圖甲是AMS在空間站的實驗場景,其工作原理可簡化為如圖乙所示:在xOy平面內,以
為圓心、R為半徑的圓形區(qū)域內有垂直紙面向里的勻強磁場,在
的區(qū)域內有垂直紙面向外的勻強磁場,兩區(qū)域磁場的磁感應強度大小相等。在第一象限有與x軸成
角傾斜放置的接收器與x、y軸交于Q、P兩點,且OQ間距為
, 在圓形磁場區(qū)域左側
的區(qū)域內,均勻分布著質量為m、電荷量為e的一簇質子,所有質子均以速度v沿x軸正向射入圓形磁場區(qū)域,其中正對M點射入的質子經(jīng)偏轉后從O點進入x軸上方的磁場。不計質子的重力,不考慮質子間的相互作用。求:
圖甲 圖乙
(1) 磁感應強度B的大??;
(2) 正對M點射入的質子,射入磁場后經(jīng)多長時間到達接收器PQ;
(3) 接收器PQ被質子打中的區(qū)域的長度。
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