1932年.勞倫斯和利文斯設(shè)計出了回旋加速器.回旋加速器的工作原理如圖所示.置于高真空中的D形金屬盒半徑為R.兩盒間的狹縫很小.帶電粒子穿過的時間可以忽略不計.磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場與盒面垂直.A處粒子源產(chǎn)生的粒子.質(zhì)量為m.電荷量為+q .在加速器中被加速.加速電壓為U.加速過程中不考慮相對論效應(yīng)和重力作用. (1)求粒子第2次和第1次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比, (2)求粒子從靜止開始加速到出口處所需的時間t, (3)實際使用中.磁感應(yīng)強度和加速電場頻率都有最大值的限制.若某一加速器磁感應(yīng)強度和加速電場頻率的最大值分別為Bm.fm.試討論粒子能獲得的最大動能E㎞. 解析: (1)設(shè)粒子第1次經(jīng)過狹縫后的半徑為r1,速度為v1 qu=mv12 qv1B=m 解得 同理.粒子第2次經(jīng)過狹縫后的半徑 則 (2)設(shè)粒子到出口處被加速了n圈 解得 (3)加速電場的頻率應(yīng)等于粒子在磁場中做圓周運動的頻率.即 當(dāng)磁場感應(yīng)強度為Bm時.加速電場的頻率應(yīng)為 粒子的動能 當(dāng)≤時.粒子的最大動能由Bm決定 解得 當(dāng)≥時.粒子的最大動能由fm決定 解得 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

(03年江蘇卷)(12分)當(dāng)物體從高空下落時,空氣阻力隨速度的增大而增大,因此經(jīng)過一段距離后將勻速下落,這個速度稱為此物體下落的終極速度。已知球形物體速度不大時所受的空氣阻力正比于速度v且正比于球半徑r,即阻力f=krv,k是比例系數(shù)。對于常溫下的空氣,比例系數(shù)k=3.4×10-4Ns/m2。已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3,取重力加速度g=10m/s2。試求半徑r=0.10mm的球形雨滴在無風(fēng)情況下的終極速度vr。(結(jié)果取兩位數(shù)字)

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(06年江蘇卷)我省沙河抽水蓄能電站自2003年投入運行以來,在緩沖用電高峰電力緊方面,取得良好的社會效益和經(jīng)濟效益,抽水蓄能電站的工作原理是,在用電低谷時(如深夜),電站利用電網(wǎng)多余電能把水抽到高處蓄水池中,到用電高峰時,再利用蓄水池中的水發(fā)電,如圖蓄水池(上游水庫)可視為長方體,有效總庫容量(可用于發(fā)電)為V,蓄水后水位高出下游水面H,發(fā)電過程中上游水庫水位最大落差為d,統(tǒng)計資料表明,該電站利用抽水用電為2.4×108kw?h,發(fā)電量1.8×108kw?h,則下列計算結(jié)果正確的是(水的密度為ρ,重力加速度為g,涉及重力勢能的計算均以下游水面為零勢能面)(   

A.能用于發(fā)電的水的最大重力勢能EP=ρvgH

B.能用于發(fā)電的水的最大重力勢能EP=ρvg()

C.電站的總效率達(dá)75%

D.該電站平均每天所發(fā)電能可供給一個大城市居民用電(電功率以105kw計)約10h

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(09年北京卷23).單位時間內(nèi)流過管道橫截面的液體體積叫做液體的體積流量(以下簡稱流量)。由一種利用電磁原理測量非磁性導(dǎo)電液體(如自來水、啤酒等)流量的裝置,稱為電磁流量計。它主要由將流量轉(zhuǎn)換為電壓信號的傳感器和顯示儀表兩部分組成。

傳感器的結(jié)構(gòu)如圖所示,圓筒形測量管內(nèi)壁絕緣,其上裝有一對電極和c,a,c間的距離等于測量管內(nèi)徑D,測量管的軸線與a、c的連接放像以及通過電線圈產(chǎn)生的磁場方向三者相互垂直。當(dāng)導(dǎo)電液體流過測量管時,在電極a、c的間出現(xiàn)感應(yīng)電動勢E,并通過與電極連接的儀表顯示出液體流量Q。設(shè)磁場均勻恒定,磁感應(yīng)強度為B。

(1)已知,設(shè)液體在測量管內(nèi)各處流速相同,試求E的大。去3.0)

(2)一新建供水站安裝了電磁流量計,在向外供水時流量本應(yīng)顯示為正值。但實際顯示卻為負(fù)值。經(jīng)檢查,原因是誤將測量管接反了,既液體由測量管出水口流入,從如水口流出。因為已加壓充滿管道。不便再將測量管拆下重裝,請你提出使顯示儀表的流量指示變?yōu)檎钡暮啽惴椒ǎ?/p>

(3)顯示儀表相當(dāng)于傳感器的負(fù)載電阻,其阻值記為 a、c間導(dǎo)電液體的電阻r隨液體電阻率色變化而變化,從而會影響顯示儀表的示數(shù)。試以E、R。r為參量,給出電極a、c間輸出電壓U的表達(dá)式,并說明怎樣可以降低液體電阻率變化對顯示儀表示數(shù)的影響。

 

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(09年江蘇二十所名校聯(lián)考)(14分)如圖甲所示,空間存在豎直向下的磁感應(yīng)強度為0.6T的勻強磁場,MN、PQ是相互平行的、處于同一水平面內(nèi)的長直導(dǎo)軌(電阻不計),導(dǎo)軌間距為0.2m,連在導(dǎo)軌一端的電阻為R。導(dǎo)體棒ab的電阻為0.1Ω,質(zhì)量為0.3kg,跨接在導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為0.1。從零時刻開始,通過一小型電動機對ab棒施加一個牽引力F,方向水平向左,使其從靜止開始沿導(dǎo)軌做加速運動,此過程中棒始終保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。圖乙是棒的速度--時間圖像,其中OA段是直線,AC是曲線,DE是曲線圖像的漸近線,小型電動機在10s末達(dá)到額定功率,此后功率保持不變。g取10 m/s2。求:

(1)在0--18s內(nèi)導(dǎo)體棒獲得加速度的最大值;

(2)電阻R的阻值和小型電動機的額定功率;

(3)若已知0--10s內(nèi)R上產(chǎn)生的熱量為3.1J,則此過程中牽引力做的功為多少?

   

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(03年江蘇卷)(13分)(1)如圖1,在光滑水平長直軌道上,放著一個靜止的彈簧振子,它由一輕彈簧兩端各聯(lián)結(jié)一個小球構(gòu)成,兩小球質(zhì)量相等,F(xiàn)突然給左端小球一個向右的速度u0,求彈簧第一次恢復(fù)到自然長度時,每個小球的速度。

(2)如圖2,將N個這樣的振子放在該軌道上。最左邊的振子1被壓縮至彈簧為某一長度后鎖定,靜止在適當(dāng)位置上,這時它的彈性勢能為E0。其余各振子間都有一定的距離,F(xiàn)解除對振子1的鎖定,任其自由運動,當(dāng)它第一次恢復(fù)到自然長度時,剛好與振子2碰撞,此后,繼續(xù)發(fā)生一系列碰撞,每個振子被碰后剛好都是在彈簧第一次恢復(fù)到自然長度時與下一個振子相碰。求所有可能的碰撞都發(fā)生后,每個振子彈性勢能的最大值。已知本題中兩球發(fā)生碰撞時,速度交換,即一球碰后的速度等于另一球碰前的速度。

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