1．如用直線加速器將質(zhì)子加速到50MeV的能量，需要建一個(gè)很長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)裝置，而回旋加速器卻能在較小的范圍內(nèi)使質(zhì)子加速到同一能量．某回旋加速器D形盒放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T的磁場(chǎng)中．質(zhì)子的質(zhì)量m≈1.6×10-27kg，電量q=1.6×10-19C，用該回旋加速器使質(zhì)子能量達(dá)到E=50MeV，則D形盒半徑的表達(dá)式為R=$\frac{\sqrt{2m{E}_{km}}}{qB}$（用題中所給字母表示），經(jīng)計(jì)算R=1.0m．

分析 回旋加速器利用電場(chǎng)加速和磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)來(lái)加速粒子，根據(jù)洛倫茲力提供向心力求出粒子射出時(shí)的速度，從而得出動(dòng)能的表達(dá)式，看動(dòng)能與什么因素有關(guān)，而洛倫茲力對(duì)粒子不做功，因此能量是從電場(chǎng)被加速而來(lái)．

解答 解：質(zhì)子是在電場(chǎng)中加速的，磁場(chǎng)只改變質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)方向，使質(zhì)子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，滿足qvB=m$\frac{{v}_{m}^{2}}{R}$…（1），
帶電粒子從D形盒中射出時(shí)的動(dòng)能 Ekm=$\frac{1}{2}$mvm2 …（2）
由（1）（2）可得：Ekm=$\frac{{q}^{2}{B}^{2}{R}^{2}}{2m}$
得：$R=\frac{\sqrt{2m{E}_{km}}}{qB}$
代入數(shù)據(jù)得：R=1.0m
故答案為：$\frac{\sqrt{2m{E}_{km}}}{qB}$，1.0

點(diǎn)評(píng) 本題回旋加速器考查電磁場(chǎng)的綜合應(yīng)用：在電場(chǎng)中始終被加速，在磁場(chǎng)中總是勻速圓周運(yùn)動(dòng)．所以容易讓學(xué)生產(chǎn)生誤解：增加射出的動(dòng)能由加速電壓與縫間決定．原因是帶電粒子在電場(chǎng)中動(dòng)能被增加，而在磁場(chǎng)中動(dòng)能不變．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

11．如圖所示，粗糙的斜面傾角為30，有一質(zhì)量為1kg的質(zhì)點(diǎn)從斜面底端A以V0=16m/s的初速度開始沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)2s到達(dá)B點(diǎn)，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)速度恰好為零，然后又從B點(diǎn)返回A，求：（g取10m/s2）
（1）物體與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)
（2）物體回到A點(diǎn)的速度．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

12．關(guān)于磁感線和電場(chǎng)線，下列說法中正確的是（　�。�
A．磁感線和電場(chǎng)線都是一些互相平行的曲線
B．磁感線是閉合曲線，而靜電場(chǎng)線不是閉合曲線
C．磁感線起始于N極，終止于S極；電場(chǎng)線起始于正電荷，終止于負(fù)電荷
D．磁感線可以用鐵屑演示出來(lái)，因此磁感線是實(shí)際存在的，只是我們用肉眼看不到

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

9．多用電表是實(shí)驗(yàn)室和生產(chǎn)實(shí)際中常用的儀器．用多用電表對(duì)一個(gè)電阻粗略測(cè)量時(shí)，若選擇開關(guān)處在“×10Ω”的電阻檔時(shí)指針位于圖1示位置．
（1）被測(cè)電阻的阻值大約是40Ω．
若要較準(zhǔn)確測(cè)出該電阻的阻值，實(shí)驗(yàn)室提供的實(shí)驗(yàn)器材有：
電壓表V（量程0～10V，內(nèi)電阻約20kΩ）；
電流表A1，（量程0～500mA，內(nèi)電阻為20Ω）；
電流表A2，（量程0～300mA，內(nèi)電阻為4Ω）；
滑動(dòng)變阻器R1（最大阻值為10Ω，額定電流為2A）；
滑動(dòng)變阻器R2（最大阻值為250Ω，額定電流為0.1A）；
直流電源E（電動(dòng)勢(shì)為9V，內(nèi)電阻約為0.5Ω）；
開關(guān)及若干導(dǎo)線．
（2）如果實(shí)驗(yàn)要求電表讀數(shù)從零開始變化，多測(cè)出幾組電流、電壓值，以便畫出I-U圖線；實(shí)驗(yàn)過程中為避免或減少系統(tǒng)誤差，電流表應(yīng)選用A2 （選填器材代號(hào)），并采用電流表外接（選填“內(nèi)”、“外”）；滑動(dòng)變阻器選用R1（選填器材代號(hào)）．
（3）圖2是實(shí)驗(yàn)器材的部分連接圖，請(qǐng)你完整連線，完成符合上述要求的電路連接．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

16．如圖所示的電路中，電源電壓不變，閉合電鍵S，兩燈均發(fā)光，一段時(shí)間后，有一只燈熄滅，發(fā)現(xiàn)其中只有一個(gè)電表的示數(shù)變小，則下列判斷正確的是（　�。�
A．燈L1斷路B．燈L2斷路C．燈L1短路D．燈L2短路

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

6．從水平水管中噴出的水柱顯示了平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，從水柱的形狀我們可以想到（　�。�
A．由于水柱是向下彎曲的，它在豎直方向的速度應(yīng)該越來(lái)越快
B．由于水柱是向下彎曲的，它在豎直方向的速度應(yīng)該越來(lái)越慢
C．盡管水柱是向下彎曲的，它在豎直方向的速度應(yīng)該是不變的
D．從水柱是向下彎曲的這一現(xiàn)象，我們無(wú)法想到什么

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

13．如圖所示，矩形線框從某高處自由下落，下落h后線框平面垂直磁場(chǎng)方向穿過一有界的水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，落地時(shí)的速率為v1，整個(gè)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1．如果這個(gè)磁場(chǎng)的上邊界不變，下邊界一直延伸到地面，線框還是從原位置下落，落到地面時(shí)的速度為v2，所用時(shí)間為t2．則（　�。�
A．v1＞v2B．t1＜t2C．v1＜v2D．t1＞t2

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：填空題

10．（理）一臺(tái)理想變壓器，原、副線圈匝數(shù)之比是5：1，則這臺(tái)變壓器正常工作時(shí)，其原、副線圈兩端的電壓之比為5：1；原、副線圈中的電流之比為1：5；輸出功率與輸入功率之比為1：1．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

10．如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)光滑平行金屬導(dǎo)軌PQ、MN傾斜固定，傾角為θ=30°，相距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．有兩根質(zhì)量均為m的金屬棒a、b，先將a棒垂直導(dǎo)軌放置，用跨過光滑定滑輪的細(xì)線與小球c連接，連接a棒的細(xì)線平行于導(dǎo)軌，由靜止釋放c，此后某時(shí)刻，將b棒也垂直導(dǎo)軌放置在導(dǎo)軌上，b剛好能靜止．a(chǎn)棒在運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直，兩棒與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度為g．則（　　）
A．小球c的質(zhì)量為m
B．b棒放上導(dǎo)軌前a棒的加速度為0.5g
C．b棒放上導(dǎo)軌后a棒中電流大小是$\frac{mg}{2BL}$
D．b棒放上導(dǎo)軌后，小球c減少的重力勢(shì)能等于回路消耗的電能

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