【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)

且

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)過狹縫的總時(shí)間為Δt

加速度

勻加速直線運(yùn)動(dòng)

由，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

由,解得．

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)

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科目：高中物理 來源： 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n1：n2=n4：n3．當(dāng)用戶消耗的功率增大時(shí)，下列表述正確的是（　�。�

A. 用戶的總電阻增大

B. 用戶的電壓U4增加

C. U1：U2=U4：U3

D. 用戶消耗的功率等于發(fā)電機(jī)的輸出功率

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科目：高中物理 來源： 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

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“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程中機(jī)械能是否守恒，小菲同學(xué)不知道應(yīng)該畫哪一個(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”或“不變”）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】將一正電荷從無窮遠(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.

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科目：高中物理 來源： 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)由靜止開始沿MN下滑，到達(dá)C點(diǎn)時(shí)離開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.

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科目：高中物理 來源： 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，線框通過一繞過定滑輪的水平細(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：

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科目：高中物理 來源： 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．通過電阻R的電流瞬時(shí)值表達(dá)式為i＝10sin 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

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