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某研究小组设计了如图所示的双立柱形粒子加速器,整个装置处于真空中。已知两个立柱底面均为边长为d的正方形,各棱均分别和某一坐标轴平行。立柱1下底面中心坐标为,立柱2下底面中心坐标为,它们的上底面均位于的...
题目内容:
某研究小组设计了如图所示的双立柱形粒子加速器,整个装置处于真空中。已知两个立柱底面均为边长为d的正方形,各棱均分别和某一坐标轴平行。立柱1下底面中心坐标为,立柱2下底面中心坐标为,它们的上底面均位于的平面内。两个立柱上、下底面间的电压大小均为U,立柱1内存在着沿z轴正方向的匀强电场,立柱2内存在着沿z轴负方向的匀强电场,两立柱外电场均被屏蔽。在和的空间内存在着沿x轴正方向的两个匀强磁场,其磁感应强度分别是和均未知。现有大量的带正电的粒子从立柱1底面各处由静止出发,经过立柱1、2加速后能全部回到立柱1的下底面。若粒子在经过和两个平面时,仅能自由进出两立柱的底面经过其它位置均会被吸收;该粒子质量为m、电荷量为q,不计粒子重力及粒子间的相互作用力。求:
粒子经过立柱2下底面时的动能;
磁感应强度和的大小;
若两立柱上、下底面间电压的大小可调且在粒子运动过程中保持同一定值;两个磁场仅方向可变且保持与z轴垂直。求从立柱1下底面出发的粒子再次回到立柱1下底面的最短时间t。
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