【題目】回旋加速器是高能物理研究重要儀器.回旋加速器由兩半徑為R的D形金屬盒組成，盒內(nèi)存在垂直盒面的勻強磁場，磁感應強度為B，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時間可以忽略不計.兩盒間加上如圖乙所示的交變電壓，幅值為U0，周期為，在t=0時刻，A處質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子從靜止開始加速.不計粒子間相互作用和重力.

（1）求粒子從靜止開始加速到出口處所需的時間t;

（2）以發(fā)射點A為坐標原點，向左為正方向建立x軸，如圖所示，第n次加速后進入磁場做圓周運動時的圓心在x軸上的位置應如何表示?

（3）若磁感應強度的取值有微小波動，其值為B'時，若粒子仍至少要連續(xù)加速n次，則B'應滿足什么條件?

【答案】(1) (2) n為偶數(shù)時，n為奇數(shù)時，(3)

【解析】

（1）粒子經(jīng)電場加速后，在磁場中運動的最大速度為vm.對應圓周運動的最大半徑為R.其中

即

最大動能為

每旋轉(zhuǎn)一圈加速兩次，設旋轉(zhuǎn)N圈

則

因此在磁場中運動的時間為

（2）第一次圓周運動的圓心坐標為

其中

第二次圓周運動的圓心坐標為

第三次圓周運動的圓心坐標為

第n次圓周運動的圓心坐標為

n為偶數(shù)時

n為奇數(shù)時

（3）若磁感應強度減小，則周期增加，設周期變?yōu)?/span>

為使連續(xù)加速n次，則

即

要求

有

若磁場增大，則周期減小，設周期變?yōu)?/span>

為使連續(xù)加速n次，則

;

即

要求

則有

因此有

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】小華同學在做“用打點計時器測速度”的實驗時，從打下的若干紙帶中選出了如圖1所示的一條紙帶，已知打點計時器使用的電源頻率為50Hz，每兩個相鄰計數(shù)點間有四個點沒有畫出，各計數(shù)點到0點的距離如紙帶上所示．

（1）為了達到實驗的目的，除了有打點計時器、紙帶、小車、細繩、導線、低壓交流電源、小木塊、長木板外，還需要的儀器有___

A．刻度尺 B．鐵架臺 C．停表 D．天平

（2）圖中兩計數(shù)點的時間間隔為T=_________s．

（3）根據(jù)紙帶提供的信息，小華同學已經(jīng)計算出了打下1、2、3、4、6這五個計數(shù)點時小車的速度，請你幫助他計算出打下計數(shù)點5時小車的速度v5=__________m/s（結果保留3位有效數(shù)字），并填入表中．

計數(shù)點

1

2

3

4

5

6

t/s

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.358

0.400

0.440

0.485

0.570

（4）以速度v為縱軸、時間t為橫軸在圖2坐標紙上建立直角坐標系，根據(jù)表中的v、t數(shù)據(jù)，在坐標系中描點，并作出小車運動的v﹣t圖象．

（________）

（5）根據(jù)v﹣t圖象可知，小車運動的加速度大小為_______________m/s2（結果保留3位有效數(shù)字）．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】要測繪額定電壓為2V的日常用小電珠的福安特性曲線，所供選擇的器材除了導線和開關外，還有以下一些器材可供選擇：

A．電源E（電動勢3.0V，內(nèi)阻不計）

B．電壓表V1（量程為0~3.0V，內(nèi)阻約2kΩ）

C．電壓表V2（量程為0~15.0V，內(nèi)阻約6kΩ）

D．電流表A1（量程為0~0.6A，內(nèi)阻約1Ω）

E．電流表A2（量程為0~100mA，內(nèi)阻約2Ω）

F．滑動變阻器R1（最大值10Ω）

G．滑動變阻器R2（最大值2kΩ）

（1）為減小實驗誤差，實驗中電壓表應選擇____________，滑動變阻器應選擇____________（填各器材序號）

（2）為了提高實驗精度，請你在如圖a中設計實驗電路圖____________

（3）根據(jù)圖a，在圖b中把缺少的導線補全，連接陳實驗的電路____________

（4）實驗中移動滑動變阻器滑片，得到了小燈泡的U-I圖像如圖C所示，則該小電珠的額定功率是________W，小電珠的電阻隨U變大而________（填“變大”、“變小”或“不變”）。

（5）若把小電珠L接入如圖d所示的電路中時，理想電流表的讀數(shù)為0.4A，已知A、B兩端電壓恒為2V，則定值電阻R0阻值為____________Ω。（結果保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，每到下班高峰期，很多城市的主干道路會出現(xiàn)擁堵現(xiàn)象.為了幫助解決擁堵問題，某研究小組做了分析研究:在某個公路十字路口，等待紅燈的車輛排成了一直線，第一輛車車頭剛好在停車線上，前后相鄰兩車車頭間的距離為5m.該路口綠燈亮燈時間為30s，紅燈停綠燈行，紅燈亮起時，車頭已越過停車線的汽車可以繼續(xù)通過路口.假設每輛車長度都-.樣，啟動時都從靜止開始做a=3m/s2的勻加速直線運動，直到速度為15m/s后勻速向前行駛，每個司機的反應時間均為1 s(每個司機看到自己前面那輛車啟動后1 s也開始啟動，第一個司機看到綠燈亮后1 s啟動).求:

(1)一次綠燈亮起時間內(nèi)，前后兩輛車車頭間的最大距離為多少?

(2)一次綠燈亮起時間內(nèi)，排在第20輛的車可以通過嗎?為什么?

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【題目】在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，如圖給出了從0點開始，每5個點取一個計數(shù)點的紙帶，其中0、1、2、3、4、5、6都為計數(shù)點．測得：s1＝1.40cm，s2＝1.90cm，s3＝2.38cm，s4＝2.88cm，s5＝3.39cm，s6＝3.87cm．那么：

（1）在計時器打出點1、2、3、4、5時，小車的速度分別為：v1＝_____ cm/s，v2＝_____ cm/s，v3＝_____ cm/s，v4＝_____ cm/s，v5＝_____ cm/s．

（2）在平面直角坐標系中作出速度﹣時間圖象_____．

（3）準確分析小車運動速度隨時間變化的規(guī)律_____．

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【題目】一不計重力的帶正電的粒子僅在電場力的作用下由靜止開始沿著一條電場線做直線運動，該直線上各點的電場強度隨粒子位移的變化關系如圖所示，則下列關于粒子的速度、加速度、電勢、動能隨位移變化的圖象正確的是

A.B.

C.D.

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【題目】如圖所示，等邊三角形ABC的兩個頂點B、C處垂直于紙面固定著兩根互相平行的通龜長直導線。P點是三角形的中心。已知通電長直導線在其周圍某點產(chǎn)生的磁場的磁感應強度大小為B=，其中I為通電長直導線中的電流，r為該點到通電長直導線的距離，k為常數(shù)，則下列說法錯誤的是

A.B、C兩點連線的中點處的磁感應強度方向向下

B.B、C兩點連線的中點處的磁感應強度為0

C.A、P兩點的磁感應強度方向相同

D.A、P兩點的磁感應強度大小相等

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“車讓人“活動中，交警部門要求汽車在停車線前剎車并停車讓人．如圖所示，以8m/s勻速行駛的汽車即將通過路口，當一老人過人行橫道時車頭離停車線8m．已知該車制動時最大加速度為5m/s2，下列判斷正確的是(　　)

A.若駕駛員立即剎車制動，則2s內(nèi)車前行的最短距離為6m

B.若駕駛員在距停車線6m處剎車制動，則汽車能在停車線處停下

C.若駕駛員反應時間為0.2s，則該汽車剛好能在停車線處停下

D.若駕駛員反應時間為0.3s，則車前行的最短距離為8m

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學測定金屬絲電阻率實驗的部分步驟如下：

（1）用刻度尺正確測量金屬絲接入電路的長度后，再用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，當測微螺桿與金屬絲將要接觸時，應調(diào)節(jié)旋鈕______（選填“A”、“B”、“C”或“D”）直到發(fā)出“喀喀”聲時停止；測量結果如圖，讀數(shù)為_____mm．

（2）用多用電表的電阻“×1”擋粗測此金屬絲的電阻，表盤示數(shù)如圖所示，則該金屬絲的阻值約為_____．

（3）用如下實驗器材進一步測其電阻，除待測金屬絲外，實驗室還備有：

A．電壓表V(量程0~3V)

B．電流表A(量程0~0.6A)

C．滑動變阻器R1(0~20、0.6A)

D．滑動變阻器R2(0~2000、0.1A)

E．1.5V的干電池兩節(jié)，內(nèi)阻不計

F．開關S，導線若干

為了測多組實驗數(shù)據(jù)，上述器材中的滑動變阻器應選用______(選填“C”或“D”)．

（4）用正確選擇的滑動變阻器連接好電路如圖所示，閉合開關后，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)幾乎為零，電壓表示數(shù)接近電源電動勢．經(jīng)檢測導線和電表均完好，則發(fā)生故障的是_______斷路（選填“待測金屬絲”、“滑動變阻器”或“開關”）．

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