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【題目】如圖甲所示,ABCD是一長方形有界勻強(qiáng)磁場邊界,磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖乙規(guī)律變化,取垂直紙面向外為磁場的正方向,圖中AB=AD=L,一質(zhì)量為m、所帶電荷量為q的帶正電粒子以速度v0在t=0時從A點(diǎn)沿AB方向垂直磁場射入,粒子重力不計。
(1)若粒子經(jīng)時間恰好垂直打在CD上,求磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0和粒子運(yùn)動中的加速度a的大小。
(2)若要使粒子恰能沿DC方向通過C點(diǎn),求磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大小及磁場變化的周期T0。
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【題目】如圖所示,在勻速轉(zhuǎn)動的水平圓盤上,沿半徑方向放著用細(xì)線相連的質(zhì)量均為m的兩個物體A和B,它們分居圓心兩側(cè),與圓心距離分別為RA=r,RB=2r,與盤間的動摩擦因數(shù)μ相同,當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速加快到兩物體剛好還未發(fā)生滑動時(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力),下列說法正確的是( )
A. 此時繩子張力為3μmg
B. 此時圓盤的角速度為
C. 此時A所受摩擦力方向沿半徑指向圓外
D. 此時燒斷細(xì)線,A仍相對盤靜止,B將做離心運(yùn)動
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【題目】如圖所示是高速公路上用超聲波測速儀測量車速的示意圖.測速儀發(fā)出并接收超聲波脈沖信號,根據(jù)發(fā)出和接收到信號間的時間差,可測出被測物體的速度.如圖乙中,P1、P2是測速儀發(fā)出的超聲波信號,n1、n2分別是P1、P2由汽車反射回來的信號.設(shè)測速儀勻速掃描, P1、P2之間的時間間隔,超聲波在空氣中的傳播速度是,若汽車是勻速的,根據(jù)圖乙試求:
(1)汽車在接收到P1、P2兩個信號之間的時間內(nèi)前進(jìn)的距離.
(2)汽車的速度.
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【題目】如圖所示A、B是一條電場線上的兩點(diǎn),若在某點(diǎn)釋放一初速度為零的電子,電子僅受電場力作用下,從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn),其速度隨時間變化的規(guī)律如圖所示。則( )
A. 電子在A、B兩點(diǎn)受的電場力FA<FB
B. A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度EA>EB
C. 場強(qiáng)方向為從B到A
D. 電場線的方向一定是從A到B
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【題目】探月飛船以速度v貼近月球表面做勻速圓周運(yùn)動,測出圓周運(yùn)動的周期為T.則
A. 可以計算出探月飛船的質(zhì)量
B. 無法估測月球的半徑
C. 月球表面的重力加速度為
D. 飛船若要離開月球返回地球,必須啟動助推器使飛船加速
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【題目】如圖所示,質(zhì)量相等的A、B兩個球,在光滑水平面上沿同一直線相向做勻速直線運(yùn)動,A球的速度是6 m/s,B球的速度是-2 m/s,之后A、B兩球發(fā)生了對心碰撞。對于該碰撞之后的A、B兩球的速度可能值,某實(shí)驗小組的同學(xué)們做了很多種猜測,下面的猜測結(jié)果一定無法實(shí)現(xiàn)的是( )
A. =-2m/s,=6m/s
B. =2m/s,=2m/s
C. =1m/s,=3m/s
D. =-3m/s,=7m/s
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【題目】1930年,Earnest O. Lawrence提出了回旋加速器的理論,他設(shè)想用磁場使帶電粒子沿圓弧形軌道旋轉(zhuǎn),多次反復(fù)地通過高頻加速電場,直至達(dá)到高能量。題圖甲為Earnest O. Lawrence設(shè)計的回旋加速器的示意圖。它由兩個鋁制D型金屬扁盒組成,兩個D形盒正中間開有一條狹縫;兩個D型盒處在勻強(qiáng)磁場中并接有高頻交變電壓。圖乙為俯視圖,在D型盒上半面中心S處有一正離子源,它發(fā)出的正離子,經(jīng)狹縫電壓加速后,進(jìn)入D型盒中。在磁場力的作用下運(yùn)動半周,再經(jīng)狹縫電壓加速;為保證粒子每次經(jīng)過狹縫都被加速,應(yīng)設(shè)法使交變電壓的周期與粒子在狹縫及磁場中運(yùn)動的周期一致。如此周而復(fù)始,最后到達(dá)D型盒的邊緣,獲得最大速度后被束流提取裝置提取出。已知正離子的電荷量為q,質(zhì)量為m,加速時電極間電壓大小恒為U,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,D型盒的半徑為R,狹縫之間的距離為d。設(shè)正離子從離子源出發(fā)時的初速度為零。
(1)試計算上述正離子從離子源出發(fā)被第一次加速后進(jìn)入下半盒中運(yùn)動的軌道半徑;
(2)設(shè)該正離子在電場中的加速次數(shù)與回旋半周的次數(shù)相同,試推證當(dāng)R>>d時,正離子在電場中加速的總時間相對于在D形盒中回旋的時間可忽略不計(正離子在電場中運(yùn)動時,不考慮磁場的影響)。
(3)若此回旋加速器原來加速的是α粒子(),現(xiàn)改為加速氘核(),要想使氘核獲得與α粒子相同的動能,請你通過分析,提出一種簡單可行的辦法。
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【題目】如圖所示,在一個邊長為a的正六邊形區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場.三個相同帶正電的粒子,比荷為q/m ,先后從A點(diǎn)沿AD方向以大小不等的速度射入勻強(qiáng)磁場區(qū)域,粒子在運(yùn)動過程中只受磁場力作用.已知編號為①的粒子恰好從F點(diǎn)飛出磁場區(qū)域,編號為②的粒子恰好從E點(diǎn)飛出磁場區(qū)域,編號為③的粒子從ED邊上的某一點(diǎn)垂直邊界飛出磁場區(qū)域.求:
(1)編號為①的粒子進(jìn)入磁場區(qū)域的初速度大小;
(2)編號為②的粒子在磁場區(qū)域內(nèi)運(yùn)動的時間;
(3)編號為③的粒子在ED邊上飛出的位置與E點(diǎn)的距離.
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【題目】如圖所示,半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,方向垂直于紙面向里,一帶負(fù)電的粒子(不計重力)沿水平方向以速度v正對圓心入射,通過磁場區(qū)域后速度方向偏轉(zhuǎn)了60°。
(1)求粒子的比荷及粒子在磁場中的運(yùn)動時間t。
(2)如果想使粒子通過磁場區(qū)域后速度方向的偏轉(zhuǎn)角度最大,在保持原入射速度的基礎(chǔ)上,需將粒子的入射點(diǎn)沿圓弧向上平移的距離d為多少?
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