【題目】正、負(fù)電子對(duì)撞機(jī)是使正、負(fù)電子以相同速率對(duì)撞(撞前速度在同一直線上的碰撞)并進(jìn)行高能物理研究的實(shí)驗(yàn)裝置,該裝置一般由高能加速器、環(huán)形儲(chǔ)存室和對(duì)撞測量區(qū)三個(gè)部分組成.為了使正、負(fù)電子在測量區(qū)內(nèi)不同位置進(jìn)行對(duì)撞,在對(duì)撞測量區(qū)內(nèi)設(shè)置兩個(gè)方向相反的勻強(qiáng)磁場區(qū)域.對(duì)撞區(qū)域設(shè)計(jì)的簡化原理如圖所示:MNPQ為足夠長的豎直邊界,水平邊界EF將整個(gè)區(qū)域分成上下兩部分,Ⅰ區(qū)域的磁場方向垂直紙面向內(nèi),Ⅱ區(qū)域的磁場方向垂直紙面向外,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B.現(xiàn)有一對(duì)正、負(fù)電子以相同速率分別從注入口C和注入口D同時(shí)水平射入,在對(duì)撞測量區(qū)發(fā)生對(duì)撞.已知兩注入口到EF的距離均為d,邊界MNPQ的間距為L,正電子的質(zhì)量為m,電量為+e,負(fù)電子的質(zhì)量為m,電量為-e

1)試判斷從注入口C入射的是正電子還是負(fù)電子;

2)若L4d,要使正、負(fù)電子經(jīng)過水平邊界EF一次后對(duì)撞,求正電子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;

3)若只從注入口C射入電子,要使電子從D飛出,求電子射入的最小速率,及此時(shí)間距L的大。

【答案】1)負(fù)電子 (23,L=4n2d(其中n1,2,3,

【解析】

(1)由題意可知從注入口C入射時(shí)的應(yīng)是負(fù)電子.

(2)電子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中實(shí)線所示,由幾何關(guān)系有

Rd22R2

R2d

sin θ

θ

qvBm

T

由正、負(fù)電子運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性知,正電子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

tT

(3)能使電子從D點(diǎn)飛出的臨界情況是第一次在Ⅱ區(qū)域中偏轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡與MN相切,如圖所示:

由幾何關(guān)系知

α30°

rrcos αd

解得

r22d

qvBm

v

由圖可知,

間距

Ln×2r4n(2)d(其中n1,2,3,).

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖1是書本上演示小蠟塊運(yùn)動(dòng)規(guī)律的裝置,在蠟塊沿玻璃管y方向上升的同時(shí),將玻璃管緊貼著黑板沿水平方向x方向向右運(yùn)動(dòng),得到了蠟塊相對(duì)于黑板xoy平面運(yùn)動(dòng)的軌跡圖圖2,則蠟塊沿玻璃管的上升運(yùn)動(dòng)到玻璃管沿水平方向的運(yùn)動(dòng),可能的形式是

A、小蠟塊沿玻璃管做勻加速直線運(yùn)動(dòng),玻璃管沿水平方向勻加速直線運(yùn)動(dòng)

B、小蠟塊沿玻璃管做勻加速直線運(yùn)動(dòng),玻璃管沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)

C、小蠟塊沿玻璃管做勻速直線運(yùn)動(dòng),玻璃管沿水平方向先加速后減速

D、小蠟塊沿玻璃管做勻速直線運(yùn)動(dòng),玻璃管沿水平方向先減速后加速

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】我國衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)首發(fā)星,被譽(yù)為中國版海事衛(wèi)星的天通一號(hào)01星,在2016年8月6日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心順利升空并進(jìn)入距離地球約三萬六千公里的地球同步軌道,這標(biāo)志著我國邁入衛(wèi)星移動(dòng)通信的手機(jī)時(shí)代。根據(jù)這一信息以及必要的常識(shí),尚不能確定該衛(wèi)星的

A質(zhì)量 B軌道半徑 C運(yùn)行速率 D運(yùn)行周期

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組利用力傳感器研究小球與豎直擋板間的作用力,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,已知斜面傾角為α45°,光滑小球的質(zhì)量m3 kg,力傳感器固定在豎直擋板上.求:

1)當(dāng)整個(gè)裝置靜止時(shí),力傳感器的示數(shù);

2)當(dāng)整個(gè)裝置水平向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),力傳感器示數(shù)為36 N,此時(shí)裝置的加速度大。

3)某次整個(gè)裝置在水平方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),力傳感器示數(shù)恰好為0,此時(shí)整個(gè)裝置的運(yùn)動(dòng)方向,加速度的大。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,實(shí)線是電場中一簇方向已知的電場線,虛線是一個(gè)帶電粒子通過該電場區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡,ab是運(yùn)動(dòng)軌跡上的兩點(diǎn),若帶電粒子只受電場力作用,根據(jù)此圖作出的判斷是(。

A. 帶電粒子帶正電

B. 帶電粒子一定是從ab運(yùn)動(dòng)的

C. 帶電粒子在b點(diǎn)的加速度大于在a點(diǎn)的加速度

D. 帶電粒子在b點(diǎn)的電勢能大于在a點(diǎn)的電勢能

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖示,相互垂直的固定絕緣光滑擋板PO、QO,豎直放置在重力場中,ab為兩個(gè)帶有同種電量的小球(可以近似看成點(diǎn)電荷),當(dāng)用水平向左作用力F作用于b時(shí),a、b緊靠擋板處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)若稍改變F的大小,使b稍有向左移動(dòng)一段小距離,則當(dāng)a、b重新處于靜止?fàn)顟B(tài)后( )

A. ab間的電場力增大 B. 作用力F將減小

C. 系統(tǒng)重力勢能增加 D. 系統(tǒng)的電勢能將增加

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中,小燈泡的額定電壓為2.5V,額定功率為0.5W,實(shí)驗(yàn)中除導(dǎo)線和開關(guān)外,還有以下器材可供選擇:

A.直流電源3 V(內(nèi)阻不計(jì))

B.直流電流表0300mA(內(nèi)阻約為5Ω)

C.直流電流表03A(內(nèi)阻約為0.025Ω)

D.直流電壓表03V(內(nèi)阻約為3.0kΩ)

E.滑動(dòng)變阻器100Ω,0.5A

F.滑動(dòng)變阻器10Ω,2A

實(shí)驗(yàn)要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化并能進(jìn)行多次測量。

(1)實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選用__________,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用__________。(均填寫儀器前的字母)

(2)應(yīng)選擇圖中哪一個(gè)電路圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?__________.

(3)開關(guān)S閉合之前,圖甲中滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)該置于__________。(選填“左端”“右端”或“正中間”)

(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),畫出小燈泡I-U圖線如圖乙所示。由此可知,當(dāng)電壓為0.5V時(shí),小燈泡的燈絲電阻是________ Ω.

(5)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果可以繪制小燈泡的電功率P隨其兩端電壓U或電壓的平方U2變化的圖像,在下列選項(xiàng)中所給出的AB、CD圖像中可能正確的是__________.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,虛線a、b、c表示電場中的三個(gè)等勢面與紙平面的交線,且相鄰等勢面之間的電勢差相等。實(shí)線為一帶負(fù)電荷粒子僅在電場力作用下通過該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡,M、N是這條軌跡上的兩點(diǎn),則下列說法中正確的是(  )

A.對(duì)于M、N兩點(diǎn),帶電粒子通過M點(diǎn)時(shí)電勢能較小

B.對(duì)于M、N兩點(diǎn),帶電粒子通過N點(diǎn)時(shí)動(dòng)能較大

C.帶電粒子由M運(yùn)動(dòng)到N時(shí),加速度減小

D.三個(gè)等勢面中,c的電勢最高

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】多選法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象之后,又發(fā)明了世界上第一臺(tái)發(fā)電機(jī)──法拉第圓盤發(fā)電機(jī),揭開了人類將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能并進(jìn)行應(yīng)用的序幕法拉第圓盤發(fā)電機(jī)的原理如圖所示,將一個(gè)圓形金屬盤放置在電磁鐵的兩個(gè)磁極之間,并使盤面與磁感線垂直,盤的邊緣附近和中心分別裝有與金屬盤接觸良好的電刷A、B,兩電刷與靈敏電流計(jì)相連當(dāng)金屬盤繞中心軸按圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),則

A電刷B的電勢高于電刷A的電勢

B若僅將滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭向左滑,靈敏電流計(jì)的示數(shù)將變大

C若僅將電刷A向盤邊緣移動(dòng),使電刷A、B之間距離增大,靈敏電流計(jì)的示數(shù)將變大

D金屬盤轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速越大,維持其做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)所需外力做功的功率越小

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