【題目】在近代物理實(shí)驗(yàn)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(gè)處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(chǎng)加速.設(shè)帶電粒子質(zhì)量為m,電量為q,勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,D形盒的最大半徑為R,兩個(gè)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(jì)粒子的初速度及運(yùn)動(dòng)過(guò)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(kāi)D形盒時(shí)的動(dòng)能Ekm;
(3)帶電粒子在回旋加速器磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1及在兩D形盒間電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2,并證明粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可以忽略不計(jì).
【答案】(1) (2) (3)見(jiàn)解析
【解析】
(1)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半周的時(shí)間與交變電壓的半個(gè)周期相等, 得
(2)帶電粒子離開(kāi)D形盒時(shí)的軌跡半徑為R,由圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得
解得:
帶電粒子離開(kāi)D形盒時(shí)的動(dòng)能
(3)設(shè)帶電粒子在電場(chǎng)中加速的次數(shù)為n,有
解得:
又因?yàn)閹щ娏W釉诖艌?chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期
所以帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間
解得:
帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)可看成勻加速直線運(yùn)動(dòng),得v=at
其中 所以帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間
有
因?yàn)?/span>d遠(yuǎn)小于R,有t2遠(yuǎn)小于t1,所以帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可以忽略.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,A、B為不帶電平行金屬板,間距為d,構(gòu)成的電容器電容為C.質(zhì)量為m、電量為q的帶電液滴一滴一滴由A板小孔上方距A板高h處以v0初速射向B板.液滴到達(dá)B板后,把電荷全部轉(zhuǎn)移在B板上.求到達(dá)B板上的液滴數(shù)目最多不能超過(guò)多少?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖是A、B兩物體同時(shí)由同一地點(diǎn)向同一方向做直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象,從圖象上可知( )
A. A做勻速運(yùn)動(dòng), B做勻加速運(yùn)動(dòng)
B. 20s末A、B相遇
C. 20s末A、B相距最遠(yuǎn)
D. 40s末A、B相遇
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】下列說(shuō)法中正確的是( 。
A.任何變化的磁場(chǎng)都要在周圍空間產(chǎn)生變化的電場(chǎng)
B.機(jī)械波的傳播需要介質(zhì),而電磁波可以在真空中傳播
C.紅外體溫計(jì)通過(guò)發(fā)射紅外線照射人體來(lái)測(cè)體溫
D.振蕩磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生同頻率的振蕩電場(chǎng)
E.在如圖所示的振蕩電路中,當(dāng)M、N間電勢(shì)差隨電流的變化達(dá)到最大值時(shí)磁場(chǎng)能剛好全部轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,x軸上方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),有兩個(gè)質(zhì)量相同,電荷量也相同的帶正、負(fù)電的電荷(不計(jì)重力),以相同速度從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)中,最終均從x軸離開(kāi)磁場(chǎng),關(guān)于正、負(fù)電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是( )
A.兩電荷所受的洛倫茲力相同
B.在磁場(chǎng)中正電荷的運(yùn)動(dòng)時(shí)間等于負(fù)電荷的運(yùn)動(dòng)時(shí)間
C.兩電荷重新回到x軸時(shí)距O點(diǎn)的距離相同
D.兩電荷重新回到x軸時(shí)速度大小相等,方向不同
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖,光滑的平行金屬導(dǎo)軌水平放置,導(dǎo)軌間距為L,左側(cè)接一阻值為R的電阻。矩形區(qū)域abfe內(nèi)存在垂直軌道平面向下的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。導(dǎo)軌上ac段和bd段單位長(zhǎng)度的電阻為r0,導(dǎo)軌其余部分電阻不計(jì),且ac=bd=x1。一質(zhì)量為m,電阻不計(jì)的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。金屬棒受到一個(gè)水平拉力作用,從磁場(chǎng)的左邊界由靜止開(kāi)始作勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度大小為a。棒運(yùn)動(dòng)到cd處撤去外力,棒在運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)右邊界ef處恰好靜止。求:
(1)金屬棒在區(qū)域abdc內(nèi)切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨位移x(相對(duì)b點(diǎn))的表達(dá)式;
(2)試求撤去外力后在區(qū)域cdfe內(nèi)切割磁感線時(shí)棒的速度v隨位移x(相對(duì)d點(diǎn))的變化規(guī)律以及df的長(zhǎng)度x2應(yīng)滿足什么條件。
(3)金屬棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電阻R的最大電流值和最小值。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】水平放置的光滑導(dǎo)軌上放置一根長(zhǎng)為L、質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab,ab處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,導(dǎo)軌的一端接一阻值為R的電阻,導(dǎo)軌及導(dǎo)體棒電阻不計(jì).現(xiàn)使ab在水平恒力F作用下由靜止沿垂直于磁場(chǎng)的方向運(yùn)動(dòng),當(dāng)通過(guò)位移為x時(shí),ab達(dá)到最大速度v.此時(shí)撤去外力,最后ab靜止在導(dǎo)軌上.在ab運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 撤去外力后,ab做勻減速運(yùn)動(dòng)
B. 合力對(duì)ab做的功為Fx
C. R上釋放的熱量為Fx+mv2
D. R上釋放的熱量為Fx
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】(15分)如圖,置于圓形水平轉(zhuǎn)臺(tái)邊緣的小物塊隨轉(zhuǎn)臺(tái)加速轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到某一數(shù)值時(shí),物塊恰好滑離轉(zhuǎn)臺(tái)開(kāi)始做平拋運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)測(cè)得轉(zhuǎn)臺(tái)半徑R="0.5" m,離水平地面的高度H=0.8m,物塊平拋落地過(guò)程水平位移的大小s=0.4m。設(shè)物塊所受的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,取重力加速度g=10m/s2求:
(1)物塊做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小V0;
(2)物塊與轉(zhuǎn)臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】物體A做平拋運(yùn)動(dòng),以拋出點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn),以初速度v0的方向?yàn)?/span>x軸的正方向、豎直向下的方向?yàn)?/span>y軸的正方向,建立平面直角坐標(biāo)系。如圖所示,兩束光分別沿著與坐標(biāo)軸平行的方向照射物體A,在坐標(biāo)軸上留下兩個(gè)“影子”,則兩個(gè)“影子”的位移x、y和速度vx、vy描述了物體在x、y兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)。若從物體自O點(diǎn)拋出時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),下列圖像中正確的是( 。
A.B.
C.D.
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