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從日冕發(fā)出的太陽風(fēng)是由質(zhì)子和電子組成的高速等離子體，人類可以利用太陽風(fēng)的動力進(jìn)行星際航行?？茖W(xué)家設(shè)計(jì)了如圖甲所示的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，整個裝置處于真空中。實(shí)驗(yàn)中模擬的太陽風(fēng)在y≥0的范圍內(nèi)，以v0=4.0×105m/s的速度沿x軸負(fù)方向運(yùn)動，圖甲中虛擬曲面EFGH與xoz平面相切于oz軸，該曲面與xoy平面的交線是一條拋物線OM，其拋物線方程滿足y=
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2
x
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，其中0≤x≤
3
3
m。曲面與yoz平面間存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，其電場強(qiáng)度E1=5.01×103N/C。在yoz平面左側(cè)空間某區(qū)域有沿z軸負(fù)方向的勻強(qiáng)磁場B1，能把質(zhì)子約束到（x=0，y=-0.4）直線處，質(zhì)子經(jīng)過該直線后，進(jìn)入左端開口的容器D。容器D的長度L=15m,整個裝置在xoy平面內(nèi)的截面圖如圖乙所示，已知質(zhì)子的質(zhì)量和電量分別為m=1.67×10-27kg、e=1.6×10-19C，不計(jì)離子間的相互作用。
（1）證明在xoy平面內(nèi)通過拋物線OM進(jìn)入電場區(qū)域的質(zhì)子均經(jīng)過原點(diǎn)O；
（2）求勻強(qiáng)磁場B1的大?。?br />（3）求勻強(qiáng)磁場B1的區(qū)域在xoy平面內(nèi)的最小截面積；
（4）在xoy平面內(nèi)，單位時間內(nèi)通過拋物線OM的質(zhì)子數(shù)n=1×1022個，容器內(nèi)同時存在沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場E2和勻強(qiáng)磁場B2，可使這些質(zhì)子均能與容器右側(cè)面發(fā)生彈性碰撞，已知所加電場的電場強(qiáng)度E2=167N/C。求該狀態(tài)下通過O點(diǎn)的質(zhì)子對容器產(chǎn)生的推力F。
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【答案】見試題解答內(nèi)容
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：65引用：1難度：0.2
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    3
    L
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    。UAB=0，I=0時，離子恰好打到晶圓的（0，0）點(diǎn)。
    （1）當(dāng)I=0，UAB=U1時，離子恰好能打到（0，-R）點(diǎn)，求U1的值。
    （2）當(dāng)UAB=0，I=I1時，離子能打到點(diǎn)（R，0），求I1的值。
    （3）試導(dǎo)出離子打到晶圓上位置（x,y）與UAB和I的關(guān)系式。（提示：tanθ=
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    tan
    θ
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    1
    -
    tan
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    ）

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