【題目】1930年勞倫斯提出回旋加速器理論并于1932年制成了世界上第一臺回旋加速器，其原理如圖所示。兩個靠得很近的D形金屬盒處在與盒面垂直的勻強磁場中，一氘核（）從加速器的某處由靜止開始加速。已知D型盒的半徑為R，勻強磁場的最大磁感應強度為B，高頻交變電源的電壓為U、最大工作頻率為f，氘核的質量為m、電荷量為q。不計粒子的重力，忽略粒子在電場中的加速時間，不考慮相對論效應。下列說法正確的是

A.氘核從D形金屬盒的邊緣飛入，在電場中獲得能量，氘核的最大動能由高頻交變電源的電壓U決定，并且隨電壓U增大而增加

B.高頻交變電源的頻率為f應該等于，該裝置才能正常工作。若將氘核換成氦核（），必須相應的改變交流電源的頻率，否則該裝置無法正常工作

C.氘核第1次加速和第2次加速后在磁場中運動的軌道半徑之比為1:2

D.當時，氘核的最大動能為

【答案】D

【解析】

A．粒子在磁場中做圓周運動，由洛倫茲力提供向心力有

得

當時，粒子的速度最大，即為

最大動能為

所以粒子的最大動能與電壓無關，故A錯誤；

B．當粒子做圓周運動的頻率與交流電的頻率相等時，裝置正常工作，即

故B錯誤；

C．由動能定理可得

粒子加速第1次的速度為

粒子加速第2次的速度為

由公式可知，半徑之比等于速度之比即為，故C錯誤；

D．當時，由公式可知，粒子做圓周運動的頻率小于最大工作頻率，即裝置能正常工作，所以粒子的最大動能為

故D正確。

故選D。

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在直角坐標系xOy中，第二象限有垂直于紙面的勻強磁場（圖中未畫出），第一象限三角形OPM區(qū)域有如圖所示的勻強電場，電場線與y軸的夾角、MP與x軸的夾角均為30°，已知P點的坐標為（9l，0），在以O′為圓心的環(huán)狀區(qū)域內有垂直紙面向里的勻強磁場，外圓與直線MP相切于P點，內外圓的半徑分別為l和2l。一質量為m，電荷量為q的正電粒子以速度v0由坐標為（-l，0）的A點沿與y軸平行的方向射入第二象限勻強磁場中，經(jīng)磁場偏轉由坐標為（0，）的B點進入勻強電場，經(jīng)電場偏轉恰由P點進入環(huán)狀磁場區(qū)域，不計粒子重力，求：

（1）第二象限勻強磁場磁感應強度的大��；

（2）勻強電場的電場強度大�。�

（3）要使粒子在環(huán)狀磁場區(qū)域內做完整的圓周運動，求環(huán)狀區(qū)域勻強磁場的磁感應強度的取值范圍。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】有固定絕緣光滑擋板如圖所示，A、B為帶電小球（可以近似看成點電荷），當用水平向左的力F作用于B時，A、B均處于靜止狀態(tài)．現(xiàn)若稍改變F的大小，使B向左移動一段小距離（不與擋板接觸），當A、B重新處于平衡狀態(tài)時與之前相比（ ）

A.A、B間距離變小

B.水平推力力F減小

C.系統(tǒng)重力勢能增加

D.系統(tǒng)的電勢能將減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在測量電源的電動勢和內阻的實驗中，實驗室提供的器材如下：

A．待測電源（電動勢約為8V、內阻約為 2Ω）

B．電壓表V（量程3V，內阻約為3kΩ）

C．電流表A（量程1A，內阻約為0.1Ω）

D．電阻箱R（0~99999.9Ω）

E．滑動變阻器（0~20Ω）

F．滑動變阻器（0~100Ω）

G．開關、導線若干

（1）采用圖甲所示電路可以測量電壓表的內阻RV。調節(jié)電阻箱R，使電壓表指針滿偏，此時電阻箱示數(shù)為R1；再調節(jié)電阻箱R，使電壓表指針指在滿刻度的一半處，此時電阻箱示數(shù)為R2。若電源的內阻忽略不計，則電壓表內阻RV=_______；實際上電源是有內阻，如果考慮內阻，則電壓表內阻的測量值RV_______真實值（選填“大于”、“等于”、“小于”）。

（2）若測得電壓表內阻RV=3010 Ω，當電壓表串聯(lián)一阻值為_________Ω的電阻時，可將電壓表的量程變?yōu)?/span>9V。

（3）為測量電源的電動勢和內阻，請用筆畫線代替導線，將圖乙電路連接完整_______。實驗中，滑動變阻器應選擇_______（選填“E”或“F”），并指出產(chǎn)生實驗誤差的一個原因：______。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】為了將一電流表改裝成歐姆表，某同學設計了如圖所示的原理圖。實驗中用到的器材如下：

A．電池：電動勢E＝3.0V，內阻r＝1.2Ω

B．電流表一個：量程為3mA，內阻200Ω

C．電阻箱R：阻值范圍0～999.9Ω

（1）操作時，先歐姆調零將電阻箱的阻值R調至最大，并將紅、黑兩表筆短接，調節(jié)電阻箱R的阻值，使電流表指針滿偏，則電阻箱阻值R＝________Ω。

（2）若將電流表示數(shù)范圍限制在1.0mA到2.0mA之間，則該歐姆表可測量的電阻范圍為________Ω。

（3）如果將定值電阻R0＝50Ω的電阻與電路圖中的電流表串聯(lián)，重新調零，該歐姆表的中值電阻為________Ω。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，平行板電容器上、下極板M、N分別帶等量異種電荷，板間正對區(qū)域形 成豎直方向的勻強電場。同時在兩極板間還存在著水平方向的勻強磁場（圖中未畫出）。緊貼著極板的右側有一擋板，上端P與上極板M等高，下端Q與下極板N等高。已知平行板電容器的極板長度與板間距離相同均為L，勻強電場的場強大小為E，勻強磁場的磁感應強度大小為B。一電子從極板左側中央位置O，以平行于極板方向的初速度v0飛入平行板內，剛好沿直線運動到與入射點等高的擋板的中點O′。若將板間的磁場撤去，電子僅在電場力作用下將剛好打在極板右上方的P點。不計重力。下列說法正確的是

A.上極板M帶正電

B.勻強磁場方向垂直紙面向外

C.該電子的初速度

D.若使電容器兩極板不帶電，并恢復原有的磁場，電子仍以原有的初速度從原位置飛入，則電子將打在下極板距右端Q為處

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】對下列物理公式的理解，其中正確的是 （ ）

A. 由可知，某點的電勢φ是由放入該點的點電荷所具有的電勢能EP和該電荷電量q所決定的

B. 由可知，導體的電阻R由它兩端的電壓U和它當中通過的電流I決定

C. 由可知，點電荷Q在距其r處產(chǎn)生的電場強度E由場源電荷Q和距場源電荷的距離r決定

D. 由可知，電容器的電容C由電容器所帶電荷量Q和兩極板間的電勢差U決定

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲,電動勢為E,內阻為r的電源與R=6Ω的定值電阻、滑動變阻器Rp、開關S組成串聯(lián)回路,已知滑動變阻器消耗的功率P與其接入電路的有效阻值Rp的關系如圖乙,下列說法正確的是

A. 電源的電動勢E=V,內阻r=4Ω

B. 定值電阻R消耗的最大功率為0.96W

C. 圖乙中Rx=25Ω

D. 調整滑動變阻器Rp的阻值可以得到該電源的最大輸出功率為1W

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，一長直鐵芯上繞有固定線圈M，鐵芯右側懸掛一閉合金屬環(huán)N，金屬環(huán)與鐵芯共軸。將M接在如圖所示的電路中，其中R為滑動變阻器，E1和E2為直流電源，S為單刀雙擲開關。

（1）請?zhí)顚懴铝胁僮髦薪饘侪h(huán)N的擺動方向___________（選填“向左”、“向右”或“不動”）。

操作

環(huán)N擺動方向

在S斷開的情況下，S向a閉合的瞬間

①_________

在S斷開的情況下，S向b閉合的瞬間

②_________

在S已向a閉合的情況下，將R的滑動頭向d端移動時

③_________

在S已向b閉合的情況下，將R的滑動頭向d端移動時

④_________

在S已向a閉合的情況下，將R的滑動頭向c端移動時

⑤_________

在S已向b閉合的情況下，斷開S

⑥_________

（2）從上述實驗現(xiàn)象中可以歸納出：使環(huán)N向右擺動的操作引起的共同變化有（請寫出2個）______；_____。

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