【題目】回旋加速器是加速帶電粒子的常用儀器,其結(jié)構(gòu)示意圖如圖甲所示,其中置于高真空中的金屬D形盒的半徑為R,兩盒間距極小,在左側(cè)D形盒圓心處放有粒子源S,勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B,方向如圖乙所示(俯視).設(shè)帶電粒子質(zhì)量為m,電荷量為+q,該粒子從粒子源S進(jìn)入加速電場時的初速度不計,兩金屬盒狹縫處加高頻交變電壓,加速電壓大小U可視為不變,粒子重力不計,粒子在電場中的加速次數(shù)等于回旋半周的次數(shù),求:

(1)粒子在回旋加速器中經(jīng)過第一次加速可以達(dá)到的速度和第一次在磁場中的回旋半徑;

(2)粒子在第n次通過狹縫前后的半徑之比;

(3)粒子若能從上側(cè)邊緣的引出裝置處導(dǎo)出,則RU、Bn之間應(yīng)滿足什么條件?

【答案】(1) ;(2) (3)

【解析】(1)粒子在加速電場中做勻加速運動,在磁場中做勻速圓周運動,

根據(jù)Uq

v1

根據(jù)

(2)根據(jù)nUq

vn

根據(jù)

粒子在第n次通過狹縫前后的半徑之比為

(3)根據(jù)

nUq

vm.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】電荷量分別為q和-q的兩個帶電粒子分別以速度va和vb射入勻強磁場,兩粒子的入射方向與磁場邊界的夾角分別為30°和60°,磁場寬度為d,兩粒子同時由A點出發(fā),同時到達(dá)B點,如圖所示,則

Aa粒子帶負(fù)電,b粒子帶正電

B兩粒子的軌道半徑之比ra∶rb∶1

C兩粒子的速度之比va∶vb=1∶2

D兩粒子的質(zhì)量之比ma∶mb=1∶2

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一個有一定厚度的圓盤,可以繞通過中心垂直于盤面的水平軸轉(zhuǎn)動,用下面的方法測量它勻速轉(zhuǎn)動時的角速度.

實驗器材:電磁打點計時器、米尺、紙帶、復(fù)寫紙片.

實驗步驟:

1)如圖1所示,將電磁打點計時器固定在桌面上,將紙帶的一端穿過打點計時器的限位孔后.固定在待測圓盤的側(cè)面上,使得圓盤轉(zhuǎn)動時,紙帶可以卷在圓盤側(cè)面上.

2)啟動控制裝置使圓盤轉(zhuǎn)動,同時接通電源,打點計時器開始打點.

3)經(jīng)過一段時間,停止轉(zhuǎn)動和打點,取下紙帶,進(jìn)行測量.

由已知量和測得量表示的角速度的表達(dá)式為ω=_______ 式中各量的意義是:_______

某次實驗測得圓盤半徑r=5.50×102m,得到的紙帶的一段如圖2所示,求得角速度為_______.(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】一帶電粒子在電場中僅在電場力作用下,從A點運動到B點,速度隨時間變化的圖象如圖所示(速度-時間圖像中tAtB段是一條曲線不是直線),tA、tB分別是帶電粒子到達(dá)A、B兩點時對應(yīng)的時刻,則下列說法中正確的有

A. A點的電勢一定高于B點的電勢

B. 帶電粒子在A點的電勢能一定大于在B點的電勢能

C. 帶電粒子一定帶正電

D. 電場可能是勻強電場

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系中有一個垂直于紙面向里的圓形勻強磁場,其邊界過原點Oy軸上的點a(0L).一質(zhì)量為m、電荷量為e的電子從a點以初速度v0平行于x軸正方向射入磁場,并從x軸上的b點射出磁場,此時速度方向與x軸正方向的夾角為60°。下列說法中正確的是:

A. 電子在磁場中運動的時間為

B. 電子在磁場中運動的時間為

C. 磁場區(qū)域的圓心坐標(biāo)

D. 電子在磁場中做圓周運動的圓心坐標(biāo)為(0,-2L)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,直線MN上方有垂直紙面向里的勻強磁場,有兩個相同的粒子12(不計重力),粒子1從磁場邊界上的a點垂直MN和磁場方向射入磁場,經(jīng)t1時間從b點離開磁場。之后粒子2也由a點沿圖示方向以相同速率垂直磁場方向射入磁場,經(jīng)t2時間從a.b連線的中點c離開磁場, 則下述正確的是(  )

A. 兩粒子均帶正電

B. 兩粒子均帶負(fù)電

C. t1:t2= 3:2

D. t1:t2= 3:1

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲,一帶電物塊無初速度地放上皮帶輪底端,皮帶輪以恒定大小的速率沿順時針傳動,該裝置處于垂直紙面向里的勻強磁場中,物塊由底端E運動至皮帶輪頂端F的過程中,其v-t圖像如圖乙所示,物塊全程運動的時間為45 s,關(guān)于帶電物塊及運動過程的說法正確的是

A. 該物塊帶負(fù)電

B. 皮帶輪的傳動速度大小一定為lms

C. 若已知皮帶的長度,可求出該過程中物塊與皮帶發(fā)生的相對位移

D. 2s45s內(nèi),物塊與皮帶仍可能有相對運動

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一圓筒的橫截面如圖所示,圓心為O、半徑為R,在筒上有兩個小孔M,NM、ON在同一水平線上。圓筒所在區(qū)域有垂直于圓筒截面的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B,在圓筒左側(cè)有一個加速電場.一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子,由靜止經(jīng)電場加速后從M孔沿MO方向射入圓筒.已知粒子與圓筒碰撞時電荷量保持不變,碰撞后速度大小不變,方向與碰撞前相反,不計粒子重力。

(1)若加速電壓為U0,要使粒子沿直線MN運動,需在圓筒內(nèi)部空間加一勻強電場,求所加電場的電場強度大小E;

(2)若帶電粒子與圓筒碰撞三次后從小孔N處射出,求粒子在圓筒中運動時間t;

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體,由狀態(tài)A沿直線AB過程變化到狀態(tài)B,再由B沿直線BC過程變化到狀態(tài)C,然后由C沿直線CA過程變化到狀態(tài)A,在此循環(huán)過程中,下列說法正確的是

A. AB過程中,氣體分子的平均速率先增大后減小

B. AB過程中,氣體對外做的功大于氣體吸收的熱量

C. BC過程中,氣體的內(nèi)能增大

D. CA過程中,氣體對外不做功

E. 經(jīng)過ABCA一個循環(huán)過程,氣體對外做的功等于從外界吸收的熱量

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