【題目】回旋加速器的工作原理如圖甲所示,置于真空中的D形金屬盒半徑為R,兩盒間狹縫的間距為d,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與盒面垂直,被加速粒子的質(zhì)量為m,電荷量為+q,加在狹縫間的交變電壓如圖乙所示,電壓值的大小為U0.周期T .一束該種粒子在t=0~時(shí)間內(nèi)從A處均勻地飄入狹縫,其初速度視為零.現(xiàn)考慮粒子在狹縫中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間,假設(shè)能夠出射的粒子每次經(jīng)過(guò)狹縫均做加速運(yùn)動(dòng),不考慮粒子間的相互作用.求:

(1)出射粒子的動(dòng)能Em;

(2)粒子從飄入狹縫至動(dòng)能達(dá)到Em所需的總時(shí)間t0

(3)要使飄入狹縫的粒子中有超過(guò)99%能射出,d應(yīng)滿足的條件.

【答案】(1) (2) ;(3) d<

【解析】

試題(1)粒子運(yùn)動(dòng)半徑為R時(shí)

解得

2)粒子被加速n次達(dá)到動(dòng)能Em,則Em=nqU0

粒子在狹縫間做勻加速運(yùn)動(dòng),設(shè)n次經(jīng)過(guò)狹縫的總時(shí)間為Δt

加速度

勻加速直線運(yùn)動(dòng)

,解得

3)只有在0~時(shí)間內(nèi)飄入的粒子才能每次均被加速

則所占的比例為

,解得

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,矩形虛線框的真空區(qū)域內(nèi)存在著沿紙面方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)(方向未畫(huà)出),一質(zhì)子從bc邊上的P點(diǎn)以速度v0垂直于bc邊射入電場(chǎng),從cd邊上的Q點(diǎn)飛出電場(chǎng),不計(jì)重力。則下列說(shuō)法正確的是(

A.質(zhì)子到Q點(diǎn)時(shí)的速度方向可能與cd邊垂直

B.不論電場(chǎng)方向如何,若已知a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì),一定能確定d點(diǎn)的電勢(shì)

C.電場(chǎng)力一定對(duì)質(zhì)子做正功

D.P點(diǎn)電勢(shì)一定高于Q點(diǎn)電勢(shì)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖為遠(yuǎn)距離輸電示意圖,發(fā)電機(jī)的輸出電壓U1和輸電線的電阻、理想變壓器匝數(shù)均不變,且n1n2=n4n3.當(dāng)用戶(hù)消耗的功率增大時(shí),下列表述正確的是( 。

A. 用戶(hù)的總電阻增大

B. 用戶(hù)的電壓U4增加

C. U1U2=U4U3

D. 用戶(hù)消耗的功率等于發(fā)電機(jī)的輸出功率

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)共存的區(qū)域內(nèi),電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E,方向豎直向下,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直于紙面向里,一質(zhì)量為m的帶電粒子,在場(chǎng)區(qū)內(nèi)的豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則可判斷該帶電質(zhì)點(diǎn)( )

A. 帶有電荷量為的正電荷 B. 沿圓周逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)

C. 運(yùn)動(dòng)的角速度為 D. 運(yùn)動(dòng)的速率為

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中,小倪同學(xué)利用傳感器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):如圖甲所示,將質(zhì)量為m、直徑為d的金屬小球在一定高度h由靜止釋放,小球正下方固定一臺(tái)紅外線計(jì)時(shí)器,能自動(dòng)記錄小球擋住紅外線的時(shí)間t,改變小球下落高度h,進(jìn)行多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)小球的直徑如圖乙所示,則小球的直徑d=____________mm;

(2)在處理數(shù)據(jù)時(shí),計(jì)算小球下落h高度時(shí)速度v的表達(dá)式為_________________

(3)為直觀判斷小球下落過(guò)程中機(jī)械能是否守恒,小菲同學(xué)不知道應(yīng)該畫(huà)哪一個(gè)圖象比較好,你認(rèn)為呢?______________

A.h-t圖象 B.圖象 C.圖象 D.圖象

(4)經(jīng)正確的實(shí)驗(yàn)操作,小娟同學(xué)發(fā)現(xiàn)小球動(dòng)能增加量總是稍小于重力勢(shì)能減少量mgh,你認(rèn)為增加釋放高度h后,兩者的差值會(huì)__________(填增大”、“縮小不變”)。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】將一正電荷從無(wú)窮遠(yuǎn)處移入電場(chǎng)中M點(diǎn),電勢(shì)能減少了若將另一等量的負(fù)電荷從無(wú)窮遠(yuǎn)處移入電場(chǎng)中的N點(diǎn)電勢(shì)能增加了,則下列判斷中正確的是( )

A. B.

C. D.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,絕緣粗糙的豎直平面MN左側(cè)同時(shí)存在相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)方向水平向右,電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小滑塊從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿MN下滑,到達(dá)C點(diǎn)時(shí)離開(kāi)MN做曲線運(yùn)動(dòng)。A、C兩點(diǎn)間距離為h,重力加速度為g。

1)求小滑塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)的速度大小vc;

2)求小滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過(guò)程中克服摩擦力做的功Wf;

3)若D點(diǎn)為小滑塊在電場(chǎng)力、洛倫茲力及重力作用下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度最大的位置,當(dāng)小滑塊運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)撤去磁場(chǎng),此后小滑塊繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到水平地面上的P點(diǎn)。已知小滑塊在D點(diǎn)時(shí)的速度大小為vD,從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的時(shí)間為t,求小滑塊運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)速度的大小vp.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,光滑水平面上有一正方形金屬線框,線框的邊長(zhǎng)為L、質(zhì)量為m、電阻為R,線框的右邊剛好與虛線AB重合,虛線的右側(cè)有垂直于水平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,線框通過(guò)一繞過(guò)定滑輪的水平細(xì)線與一質(zhì)量為M的重物相連,重物離地面足夠高.現(xiàn)由靜止釋放金屬線框,當(dāng)線框剛要完全進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)加速度為零,則在線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中:(   )

A. 線框的最大速度為:

B. 當(dāng)線框的速度為v(小于最大速度)時(shí),線框的加速度為g

C. 當(dāng)線框的速度為v(小于最大速度)時(shí),細(xì)繩的拉力為

D. 線框進(jìn)入磁場(chǎng)經(jīng)歷的時(shí)間為:

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,一個(gè)面積為S的矩形線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的交流電電壓隨時(shí)間變化的波形如圖所示,線圈與一阻值R=9 Ω的電阻串聯(lián)在一起,線圈的電阻為1 Ω.則(  )

A.通過(guò)電阻R的電流瞬時(shí)值表達(dá)式為i10sin 200πt(A)

B.電阻R兩端的電壓有效值為90 V

C.1 s內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量為450 J

D.圖中t=1×10-2 s時(shí),線圈位于中性面

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案