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如图甲所示,两间距为d的水平放置的平行金属板M、N,M板某处C放有粒子源,C的正上方的N板D处开有一个可穿过粒子的小孔.间距L=2d的平行金属导轨P、Q与金属板M、N相连,导轨上存在一垂直纸面向里、大...
题目内容:
如图甲所示,两间距为d的水平放置的平行金属板M、N,M板某处C放有粒子源,C的正上方的N板D处开有一个可穿过粒子的小孔.间距L=2d的平行金属导轨P、Q与金属板M、N相连,导轨上存在一垂直纸面向里、大小为B的匀强磁场,一导体棒ab贴紧PQ以一定的初速度向右匀速进入磁场.在ab进入磁场的瞬间,粒子源飘出一个初速度视为零、质量为m、带电量为q的粒子,在M、N间加速后从D处射出.在N板的上方(并与D点相切)有一个内圆半径R1=d、外圆半径R2=3d的圆环形匀强磁场,其大小也为B、方向垂直纸面向外,两圆的圆心O与C、D在一竖直线上.不计粒子重力,忽略平行板外的电场以及磁场间的相互影响.
(1)C处飘出的粒子带何种电荷?已知ab棒的速度为v0,求粒子到达N板时速度v;
(2)为了不让粒子进入内圆半径为R1的无磁场区域,试求出ab棒的速度v0最大值v0m;
(3)若ab棒的速度只能是,为了实现粒子不进入半径为R1的内圆无磁场区域,可以控制金属导轨P、Q的磁场宽度(如图乙所示),求该磁场宽度S的范围.
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