【題目】在近代物理實驗中，常用回旋加速器加速得到高速粒子流．回旋加速器的結(jié)構(gòu)如圖所示，D1、D2是相距很近的兩個處于勻強(qiáng)磁場中的半圓形金屬盒，D形盒的縫隙處接交流電源，A處的粒子源產(chǎn)生的帶電粒子在兩盒之間被電場加速．設(shè)帶電粒子質(zhì)量為m，電量為q，勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，D形盒的最大半徑為R，兩個D形盒之間的距離為d，d遠(yuǎn)小于R，D形盒之間所加交變電壓大小為U．不計粒子的初速度及運(yùn)動過程中質(zhì)量的變化，求：

（1）所加交變電壓的周期T；

（2）帶電粒子離開D形盒時的動能Ekm；

（3）帶電粒子在回旋加速器磁場中運(yùn)動的時間t1及在兩D形盒間電場中運(yùn)動的時間t2，并證明粒子在電場中運(yùn)動的時間可以忽略不計．

【答案】（1） （2） （3）見解析

【解析】

（1）帶電粒子在磁場中運(yùn)動半周的時間與交變電壓的半個周期相等， 得

（2）帶電粒子離開D形盒時的軌跡半徑為R，由圓周運(yùn)動的規(guī)律得

解得：

帶電粒子離開D形盒時的動能

（3）設(shè)帶電粒子在電場中加速的次數(shù)為n，有

解得：

又因為帶電粒子在磁場中運(yùn)動的周期

所以帶電粒子在磁場中運(yùn)動的時間

解得：

帶電粒子在電場中的運(yùn)動可看成勻加速直線運(yùn)動，得v=at

其中 所以帶電粒子在電場中運(yùn)動的時間

有

因為d遠(yuǎn)小于R，有t2遠(yuǎn)小于t1，所以帶電粒子在電場中運(yùn)動的時間可以忽略．

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】如圖，水平面上相距為L=5m的P、Q兩點(diǎn)分別固定一豎直擋板，一質(zhì)量為M=2kg的小物塊B靜止在O點(diǎn)，OP段光滑，OQ段粗糙且長度為d=3m。一質(zhì)量為m=1kg的小物塊A以v0=6m/s的初速度從OP段的某點(diǎn)向右運(yùn)動，并與B發(fā)生彈性碰撞。兩物塊與OQ段的動摩擦因數(shù)均為μ=0．2，兩物塊與擋板的碰撞時間極短且均不損失機(jī)械能。重力加速度g=10m/s2，求

（1）A與B在O點(diǎn)碰后瞬間各自的速度；

（2）兩物塊各自停止運(yùn)動時的時間間隔。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】套著彈簧與小球P的粗糙細(xì)桿固定在如圖所示的裝置上，彈簧的一端固定在裝置的A點(diǎn)，另一端連接一質(zhì)量為m的小球P，當(dāng)整個裝置靜止時，彈簧處于壓縮狀態(tài)，小球P離A點(diǎn)的距離為2L，離B點(diǎn)的距離為4L，那么當(dāng)整個裝置繞過AB中點(diǎn)的豎直中心軸OO’以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時，下列說法正確的是（ ）

A. 小球P一定不會更靠近B點(diǎn) B. 小球P相對B點(diǎn)距離一定變化

C. 小球P受到的彈簧彈力可能為 D. 小球受到的靜摩擦力一定變小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】假設(shè)髙速公路上甲、乙兩車在同一車道上同向行駛.甲車在前.乙車在后.速度均為 v0=30m/s.甲乙相距s0=l00m，t=0時刻甲車遇緊急情況后，甲、乙兩車的加速度隨時間變化如圖所示.取運(yùn)動方向為正方向.下面說法正確的是（ ）

A. t=3s時兩車相距最近

B. 0-9s內(nèi)兩車位移之差為45m

C. t=6s時兩車距離最近為10m

D. 兩車0-9s在內(nèi)會相撞

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖1所示為“驗證力的平行四邊形定則”的實驗裝置圖，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB和OC為細(xì)繩．

關(guān)于此實驗，下列說法中正確的是______．

A.同一次實驗中，O點(diǎn)位置不允許變動

B.實驗中，只需記錄彈簧測力計的讀數(shù)和O點(diǎn)的位置

C.拉橡皮筋的細(xì)繩長一些，實驗效果較好

D.橡皮筋彈性要好，拉結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O時，拉力要適當(dāng)大些

某同學(xué)已畫出某次實驗中兩彈簧測力計拉力的示意圖及兩個拉力的合力F，如圖2所示，這個合力F是力和合力的______填“理論值”或“實際值”，如果用“______”作為標(biāo)度，則該同學(xué)量出的F的值為______結(jié)果保留3位有效數(shù)字．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，xoy平面內(nèi)存在著沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場，一個質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O以速度v0沿x軸正方向開始運(yùn)動。當(dāng)它經(jīng)過圖中虛線上的M（，a）點(diǎn)時，撤去電場，粒子繼續(xù)運(yùn)動一段時間后進(jìn)入一個矩形勻強(qiáng)磁場區(qū)域（圖中未畫出），又從虛線上的某一位置N處沿y軸負(fù)方向運(yùn)動并再次經(jīng)過M點(diǎn)。已知磁場方向垂直xoy平面（紙面）向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，不計粒子的重力。試求：

（1）電場強(qiáng)度的大�。唬�2）N點(diǎn)的坐標(biāo)； （3）矩形磁場的最小面積。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，三個固定的帶電小球a、b和c，相互間的距離分別為ab=5 cm，bc=3 cm，ca=4 cm。小球c所受庫侖力的合力的方向平衡于a、b的連線。設(shè)小球a、b所帶電荷量的比值的絕對值為k，則（ ）

A. a、b的電荷同號，

B. a、b的電荷異號，

C. a、b的電荷同號，

D. a、b的電荷異號，

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2018年2月在平昌冬奧會中，我國運(yùn)動員李馨參加了兩項越野滑雪的比賽，成績有所突破如圖所示，某次滑雪訓(xùn)練，如果該運(yùn)動員站在水平雪道上第一次利用滑雪杖對雪面的作用獲得水平推力F=75N而從靜止向前滑行，其作用時間為t1=1.0s。撤除水平推力F后經(jīng)過t2=2.0s，她第二次利用滑雪杖對面的作用獲得同樣的水平推力，第二次利用滑雪杖對雪面的作用距離與第一次相同已知該運(yùn)動員連同裝備的總質(zhì)量為m=60kg，在整個運(yùn)動過程中受到的滑動摩擦力大小恒為Ff=15N運(yùn)動員可視為質(zhì)點(diǎn)，不考慮空氣阻力。求：

(1)運(yùn)動員第一次利用滑雪杖對雪面作用后的速度大小及這段時間內(nèi)的位移大小；

(2)運(yùn)動員第二次撤除水平推力后滑行的最大距離。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】關(guān)于電勢差的說法中，正確的是（ ）

A. 兩點(diǎn)間的電勢差等于電荷從其中一點(diǎn)移到另一點(diǎn)時，電場力所做的功

B. 1C電荷從電場中一點(diǎn)移動到另一點(diǎn)，如果電場力做了1J的功，這兩點(diǎn)間的電勢差就是1V

C. 在兩點(diǎn)間移動電荷時，電場力做功的多少跟這兩點(diǎn)間的電勢差無關(guān)

D. 兩點(diǎn)間的電勢差的大小跟放入這兩點(diǎn)的電荷的電量成反比

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