【題目】在近代物理實(shí)驗(yàn)中，常用回旋加速器加速得到高速粒子流．回旋加速器的結(jié)構(gòu)如圖所示，D1、D2是相距很近的兩個(gè)處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的半圓形金屬盒，D形盒的縫隙處接交流電源，A處的粒子源產(chǎn)生的帶電粒子在兩盒之間被電場(chǎng)加速．設(shè)帶電粒子質(zhì)量為m，電量為q，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，D形盒的最大半徑為R，兩個(gè)D形盒之間的距離為d，d遠(yuǎn)小于R，D形盒之間所加交變電壓大小為U．不計(jì)粒子的初速度及運(yùn)動(dòng)過程中質(zhì)量的變化，求：

（1）所加交變電壓的周期T；

（2）帶電粒子離開D形盒時(shí)的動(dòng)能Ekm；

（3）帶電粒子在回旋加速器磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1及在兩D形盒間電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2，并證明粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可以忽略不計(jì)．

【答案】（1） （2） （3）見解析

【解析】

（1）帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半周的時(shí)間與交變電壓的半個(gè)周期相等， 得

（2）帶電粒子離開D形盒時(shí)的軌跡半徑為R，由圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得

解得：

帶電粒子離開D形盒時(shí)的動(dòng)能

（3）設(shè)帶電粒子在電場(chǎng)中加速的次數(shù)為n，有

解得：

又因?yàn)閹щ娏Ｗ釉诖艌?chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期

所以帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

解得：

帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)可看成勻加速直線運(yùn)動(dòng)，得v=at

其中 所以帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

有

因?yàn)?/span>d遠(yuǎn)小于R，有t2遠(yuǎn)小于t1，所以帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可以忽略．

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：

【題目】如圖所示，A、B為不帶電平行金屬板，間距為d，構(gòu)成的電容器電容為C．質(zhì)量為m、電量為q的帶電液滴一滴一滴由A板小孔上方距A板高h處以v0初速射向B板．液滴到達(dá)B板后，把電荷全部轉(zhuǎn)移在B板上．求到達(dá)B板上的液滴數(shù)目最多不能超過多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖是A、B兩物體同時(shí)由同一地點(diǎn)向同一方向做直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象,從圖象上可知（ ）

A. A做勻速運(yùn)動(dòng), B做勻加速運(yùn)動(dòng)

B. 20s末A、B相遇

C. 20s末A、B相距最遠(yuǎn)

D. 40s末A、B相遇

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】下列說(shuō)法中正確的是（　�。�

A.任何變化的磁場(chǎng)都要在周圍空間產(chǎn)生變化的電場(chǎng)

B.機(jī)械波的傳播需要介質(zhì)，而電磁波可以在真空中傳播

C.紅外體溫計(jì)通過發(fā)射紅外線照射人體來(lái)測(cè)體溫

D.振蕩磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生同頻率的振蕩電場(chǎng)

E.在如圖所示的振蕩電路中，當(dāng)M、N間電勢(shì)差隨電流的變化達(dá)到最大值時(shí)磁場(chǎng)能剛好全部轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，x軸上方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，有兩個(gè)質(zhì)量相同，電荷量也相同的帶正、負(fù)電的電荷（不計(jì)重力），以相同速度從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)中，最終均從x軸離開磁場(chǎng)，關(guān)于正、負(fù)電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A.兩電荷所受的洛倫茲力相同

B.在磁場(chǎng)中正電荷的運(yùn)動(dòng)時(shí)間等于負(fù)電荷的運(yùn)動(dòng)時(shí)間

C.兩電荷重新回到x軸時(shí)距O點(diǎn)的距離相同

D.兩電荷重新回到x軸時(shí)速度大小相等，方向不同

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，光滑的平行金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌間距為L，左側(cè)接一阻值為R的電阻。矩形區(qū)域abfe內(nèi)存在垂直軌道平面向下的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。導(dǎo)軌上ac段和bd段單位長(zhǎng)度的電阻為r0，導(dǎo)軌其余部分電阻不計(jì)，且ac=bd=x1。一質(zhì)量為m，電阻不計(jì)的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。金屬棒受到一個(gè)水平拉力作用，從磁場(chǎng)的左邊界由靜止開始作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a。棒運(yùn)動(dòng)到cd處撤去外力，棒在運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)右邊界ef處恰好靜止。求：

（1）金屬棒在區(qū)域abdc內(nèi)切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨位移x（相對(duì)b點(diǎn)）的表達(dá)式；

（2）試求撤去外力后在區(qū)域cdfe內(nèi)切割磁感線時(shí)棒的速度v隨位移x（相對(duì)d點(diǎn)）的變化規(guī)律以及df的長(zhǎng)度x2應(yīng)滿足什么條件。

（3）金屬棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中電阻R的最大電流值和最小值。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】水平放置的光滑導(dǎo)軌上放置一根長(zhǎng)為L、質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab，ab處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌的一端接一阻值為R的電阻，導(dǎo)軌及導(dǎo)體棒電阻不計(jì)．現(xiàn)使ab在水平恒力F作用下由靜止沿垂直于磁場(chǎng)的方向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)通過位移為x時(shí)，ab達(dá)到最大速度v.此時(shí)撤去外力，最后ab靜止在導(dǎo)軌上．在ab運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中，下列說(shuō)法正確的是(　　)

A. 撤去外力后，ab做勻減速運(yùn)動(dòng)

B. 合力對(duì)ab做的功為Fx

C. R上釋放的熱量為Fx＋mv2

D. R上釋放的熱量為Fx

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】（15分）如圖，置于圓形水平轉(zhuǎn)臺(tái)邊緣的小物塊隨轉(zhuǎn)臺(tái)加速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，物塊恰好滑離轉(zhuǎn)臺(tái)開始做平拋運(yùn)動(dòng)�，F(xiàn)測(cè)得轉(zhuǎn)臺(tái)半徑R="0.5" m,離水平地面的高度H=0.8m,物塊平拋落地過程水平位移的大小s=0.4m。設(shè)物塊所受的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，取重力加速度g=10m/s2求：

（1）物塊做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小V0；

（2）物塊與轉(zhuǎn)臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】物體A做平拋運(yùn)動(dòng)，以拋出點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)，以初速度v0的方向?yàn)?/span>x軸的正方向、豎直向下的方向?yàn)?/span>y軸的正方向，建立平面直角坐標(biāo)系。如圖所示，兩束光分別沿著與坐標(biāo)軸平行的方向照射物體A，在坐標(biāo)軸上留下兩個(gè)“影子”，則兩個(gè)“影子”的位移x、y和速度vx、vy描述了物體在x、y兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)。若從物體自O點(diǎn)拋出時(shí)開始計(jì)時(shí)，下列圖像中正確的是（　�。�

A.B.

C.D.

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