精英家教網 > 高中物理 > 題目詳情

【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.回旋加速器的結構如圖所示,D1、D2是相距很近的兩個處于勻強磁場中的半圓形金屬盒,D形盒的縫隙處接交流電源,A處的粒子源產生的帶電粒子在兩盒之間被電場加速.設帶電粒子質量為m,電量為q,勻強磁場磁感應強度為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動過程中質量的變化,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動的時間t1及在兩D形盒間電場中運動的時間t2,并證明粒子在電場中運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動半周的時間與交變電壓的半個周期相等,

(2)帶電粒子離開D形盒時的軌跡半徑為R,由圓周運動的規(guī)律得

解得:

帶電粒子離開D形盒時的動能

(3)設帶電粒子在電場中加速的次數為n,有

解得:

又因為帶電粒子在磁場中運動的周期

所以帶電粒子在磁場中運動的時間

解得:

帶電粒子在電場中的運動可看成勻加速直線運動,得v=at

其中 所以帶電粒子在電場中運動的時間

因為d遠小于R,有t2遠小于t1,所以帶電粒子在電場中運動的時間可以忽略.

練習冊系列答案
相關習題

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兩點分別固定一豎直擋板,一質量為M=2kg的小物塊B靜止在O點,OP段光滑,OQ段粗糙且長度為d=3m。一質量為m=1kg的小物塊Av0=6m/s的初速度從OP段的某點向右運動,并與B發(fā)生彈性碰撞。兩物塊與OQ段的動摩擦因數均為μ=02,兩物塊與擋板的碰撞時間極短且均不損失機械能。重力加速度g=10m/s2,求

1AB在O點碰后瞬間各自的速度;

2兩物塊各自停止運動時的時間間隔。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】套著彈簧與小球P的粗糙細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,另一端連接一質量為m的小球P,當整個裝置靜止時,彈簧處于壓縮狀態(tài),小球PA點的距離為2L,離B點的距離為4L,那么當整個裝置繞過AB中點的豎直中心軸OO’以角速度ω勻速轉動時,下列說法正確的是(

A. 小球P一定不會更靠近B B. 小球P相對B點距離一定變化

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

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】假設髙速公路上甲、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在內會相撞

查看答案和解析>>

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為橡皮筋與細繩的結點,OBOC為細繩.

關于此實驗,下列說法中正確的是______

A.同一次實驗中,O點位置不允許變動

B.實驗中,只需記錄彈簧測力計的讀數和O點的位置

C.拉橡皮筋的細繩長一些,實驗效果較好

D.橡皮筋彈性要好,拉結點到達某一位置O時,拉力要適當大些

某同學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是力合力的______理論值實際值,如果用______作為標度,則該同學量出的F的值為______結果保留3位有效數字

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,xoy平面內存在著沿y軸正方向的勻強電場,一個質量為m、帶電荷量為+q的粒子從坐標原點O以速度v0沿x軸正方向開始運動。當它經過圖中虛線上的M,a)點時,撤去電場,粒子繼續(xù)運動一段時間后進入一個矩形勻強磁場區(qū)域(圖中未畫出),又從虛線上的某一位置N處沿y軸負方向運動并再次經過M點。已知磁場方向垂直xoy平面(紙面)向里,磁感應強度大小為B,不計粒子的重力。試求:

1)電場強度的大;(2N點的坐標; (3)矩形磁場的最小面積。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,三個固定的帶電小球a、bc,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,

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】20182月在平昌冬奧會中,我國運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,某次滑雪訓練,如果該運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動員連同裝備的總質量為m=60kg,在整個運動過程中受到的滑動摩擦力大小恒為Ff=15N運動員可視為質點,不考慮空氣阻力。

(1)運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的位移大小

(2)運動員第二次撤除水平推力后滑行的最大距離。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關于電勢差的說法中,正確的是(

A. 兩點間的電勢差等于電荷從其中一點移到另一點時,電場力所做的功

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

C. 在兩點間移動電荷時,電場力做功的多少跟這兩點間的電勢差無關

D. 兩點間的電勢差的大小跟放入這兩點的電荷的電量成反比

查看答案和解析>>

同步練習冊答案