6. “太空粒子探测器”是由加速、偏转和收集三部分组成,其原理可简化如下:如图
所示,辐射状的加速电场区域边界为两个同心平行半圆弧面,圆心为
,外圆弧面
的半径为
,电势为
,内圆弧面
的半径为
,电势为
.足够长的收集板
平行边界
,
到
板的距离
为
.假设太空中漂浮着质量为
,电量为
的带正电粒子,它们能均匀地吸附到
圆弧面上,并被加速电场从静止开始加速,不计粒子间的相互作用和其它星球对粒子引力的影响.
()求粒子到达点时速度的大小;
()如图所示,在边界和收集板之间加一个半圆形匀强磁场,圆心为,半径为L磁场方向垂直纸面向内,则发现从圆弧面收集到的粒子有能打到板上(不考虑过边界的粒子再次返回),求所加磁感应强度的大小;
()随着所加磁场大小的变化,试定量分析收集板上的收集效率与磁感应强度的关系.
(
20分)