【題目】回旋加速器是用來加速一群帶電粒子使它們獲得很大動能的儀器，其核心部分是兩個D形金屬扁盒，兩盒分別和一高頻交流電源兩極相接，以便在盒內(nèi)的狹縫中形成勻強電場，使粒子每次穿過狹縫時都得到加速，兩盒放在磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圓心附近，若粒子源射出的粒子電荷量為q，質(zhì)量為m，粒子最大回旋半徑為R．忽略粒子在電場中運動的時間．求：

（1）所加交變電流的頻率f；

（2）粒子離開加速器時的最大速度v；

（3）若加速的電壓為U，求粒子達到最大速度被加速的次數(shù)n．

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

（1）粒子在電場中運動時間極短，因此高頻交變電流頻率要等于粒子回旋頻率，因為

，

回旋頻率

；

（2）由牛頓第二定律

，

解得

；

（3）獲得的能量來源于電場的加速，故：

，

解得

；

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】法拉第在1831年發(fā)現(xiàn)了“磁生電”現(xiàn)象。如圖，他把兩個線圈繞在同一個軟鐵環(huán)上，線圈A和電池連接，線圈B用導線連通，導線下面平行放置一個小磁針。實驗中可能觀察到的現(xiàn)象是

A. 用一節(jié)電池作電源小磁針不偏轉(zhuǎn)，用十節(jié)電池作電源小磁針會偏轉(zhuǎn)

B. 線圈B匝數(shù)較少時小磁針不偏轉(zhuǎn)，匝數(shù)足夠多時小磁針會偏轉(zhuǎn)

C. 線圈A和電池連接瞬間，小磁針會偏轉(zhuǎn)

D. 線圈A和電池斷開瞬間，小磁針不偏轉(zhuǎn)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，高H=5m的光滑水平臺左端有一逆時針轉(zhuǎn)動的傳送帶(輪子大小可忽略不計)，帶的表面與平臺等高，帶長為d=1.25m，傳送帶左端正下方為O點。虛線左側(cè)存在水平向右的勻強電場，大小為E=105N/C。平臺右側(cè)連接一光滑絕緣圓軌道，半徑為R=1m，圓軌道中心固定一帶負電的點電荷，電量為Q=104C。由于某種作用，使得電荷Q產(chǎn)生的電場只分布在圓軌道內(nèi)部�？梢暈橘|(zhì)點的絕緣帶電滑塊a、b用一輕質(zhì)細繩連接，開始時整個裝置處于靜止狀態(tài)。某時刻細線忽然斷開，由于庫侖斥力a、b反向運動，當滑塊a進入傳送帶或者b進入圓軌道后即可忽略它們之間的斥力。已知滑塊a、b的質(zhì)量分別為m1=2 kg，m2=1kg，電量分別為q1=+6×105C和q2=+×105C，a進入傳送帶的速度為v1=4m/s，a與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.3， g=10 m/s2，靜電力常量k=9×109N﹒m2/C2，空氣阻力不計。求：

（1）滑塊b進入圓軌道時的速度大小v2；

（2）滑塊b到達圓軌道最高點時對軌道的壓力；

（3）試分析傳送帶的速度v取不同值時，滑塊a離開傳送帶后的落點與O點的位置關(guān)系。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為一列沿x軸傳播的簡諧橫波，實線為t＝0時刻的波形圖，經(jīng)過t1＝6s，波形圖如圖中虛線所示。已知波的周期T＞4s，則下列說法正確的是（ ）

A.該波的波長為8m

B.該波的周期可能為8s

C.在t＝9s時，B質(zhì)點一定沿y軸正方向運動

D.B、C兩質(zhì)點的振動情況總是相反的

E.該列波的波速可能為m/s

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，MN和PQ是電阻不計的平行金屬導軌，其間距為l，導軌彎曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑連接，右端接一個阻值為R的定值電阻．平直部分導軌左邊區(qū)域有寬度為d、方向豎直向上、磁感應強度大小為B的勻強磁場．質(zhì)量為m、電阻也為R的金屬棒從高度為h處靜止釋放，到達磁場右邊界處恰好停止．已知金屬棒與平直部分導軌間的動摩擦因數(shù)為μ，金屬棒與導軌間接觸良好．重力加速度為g，在金屬棒穿過磁場區(qū)域的過程中．求：

（1）電阻R上的最大電流；

（2）通過金屬棒的電荷量；

（3）金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，同一平面內(nèi)的a、b、c、d四點處于勻強電場中，電場方向與此平面平行，M為a、c連線的中點，N為b、d連線的中點。一電荷量為q（q>0）的粒子從a點移動到b點，其電勢能減小W1：若該粒子從c點移動到d點，其電勢能減小W2，下列說法正確的是（ ）

A. 此勻強電場的場強方向一定與a、b兩點連線平行

B. 若該粒子從M點移動到N點，則電場力做功一定為

C. 若c、d之間的距離為L，則該電場的場強大小一定為

D. 若W1=W2，則a、M兩點之間的電勢差一定等于b、N兩點之間的電勢差

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】兩個相同的極板與的長度=6.0cm，相距d=2cm，極板間的電壓U=200V．一個電子從靜止經(jīng)電壓為的加速電場后，沿平行于板面的方向射入電場中．把兩極板間的電場看做勻強電場，電子能射出電場（電子的電量與質(zhì)量的比值為0.5×1012C/kg），求

(1)電子射出電場時沿垂直于板面方向偏移的距離y；

(2)出射時速度偏轉(zhuǎn)的角度θ正切值．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】全自動洗衣機中的排水閥是由程序控制器控制其動作的，當進行排 水和脫水工序是，控制鐵芯 1 的線圈通電，使鐵芯 2 動作，從而牽引 排水閥的閥門，排出污水（如圖所示）．以下說法正確的是

A.若 a、b 處輸入交變電流，鐵芯 2 不能被吸入線圈中

B.若 a、b 處輸入交變電流，鐵芯 2 仍能被吸入線圈中

C.若輸入的控制電流由 a 流入，由 b 流出，則鐵芯 2 中 A 端為 N 極，B 端為 S 極

D.若輸入的控制電流由 a 流入，由 b 流出，則鐵芯 2 中 A 端為 S極，B 端為 N 極

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在豎直平面內(nèi)，一根長為L的絕緣細線，一端固定在O點，另一端拴著質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球。小球始終處在場強大小為、方向豎直向上的勻強電場中，現(xiàn)將小球拉到與O點等高處，且細線處于拉直狀態(tài)，由靜止釋放小球，當小球的速度沿水平方向時，細線被拉斷，之后小球繼續(xù)運動并經(jīng)過P點，P點與O點間的水平距離為L。重力加速度為g，不計空氣阻力，求

（1）細線被拉斷前瞬間，細線的拉力大��；

（2）O、P兩點間的電勢差。

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