【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(jì)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(jì)．

【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?yàn)閹щ娏Ｗ釉诖艌鲋羞\(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?yàn)?/span>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)目最多不能超過多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖是A、B兩物體同時由同一地點(diǎn)向同一方向做直線運(yùn)動的v-t圖象,從圖象上可知（ ）

A. A做勻速運(yùn)動, B做勻加速運(yùn)動

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 來源： 題型：

【題目】下列說法中正確的是（　�。�

A.任何變化的磁場都要在周圍空間產(chǎn)生變化的電場

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)通過發(fā)射紅外線照射人體來測體溫

D.振蕩磁場在周圍空間產(chǎn)生同頻率的振蕩電場

E.在如圖所示的振蕩電路中，當(dāng)M、N間電勢差隨電流的變化達(dá)到最大值時磁場能剛好全部轉(zhuǎn)化為電場能

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科目：高中物理 來源： 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，有兩個質(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)射入磁場中，最終均從x軸離開磁場，關(guān)于正、負(fù)電荷在磁場中運(yùn)動，下列說法正確的是（ ）

A.兩電荷所受的洛倫茲力相同

B.在磁場中正電荷的運(yùn)動時間等于負(fù)電荷的運(yùn)動時間

C.兩電荷重新回到x軸時距O點(diǎn)的距離相同

D.兩電荷重新回到x軸時速度大小相等，方向不同

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科目：高中物理 來源： 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，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。導(dǎo)軌上ac段和bd段單位長度的電阻為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。金屬棒受到一個水平拉力作用，從磁場的左邊界由靜止開始作勻加速直線運(yùn)動，加速度大小為a。棒運(yùn)動到cd處撤去外力，棒在運(yùn)動到磁場右邊界ef處恰好靜止。求：

（1）金屬棒在區(qū)域abdc內(nèi)切割磁感線時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢隨位移x（相對b點(diǎn)）的表達(dá)式；

（2）試求撤去外力后在區(qū)域cdfe內(nèi)切割磁感線時棒的速度v隨位移x（相對d點(diǎn)）的變化規(guī)律以及df的長度x2應(yīng)滿足什么條件。

（3）金屬棒在整個運(yùn)動過程中電阻R的最大電流值和最小值。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】水平放置的光滑導(dǎo)軌上放置一根長為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的方向運(yùn)動，當(dāng)通過位移為x時，ab達(dá)到最大速度v.此時撤去外力，最后ab靜止在導(dǎo)軌上．在ab運(yùn)動的整個過程中，下列說法正確的是(　　)

A. 撤去外力后，ab做勻減速運(yùn)動

B. 合力對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 來源： 題型：

【題目】（15分）如圖，置于圓形水平轉(zhuǎn)臺邊緣的小物塊隨轉(zhuǎn)臺加速轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到某一數(shù)值時，物塊恰好滑離轉(zhuǎn)臺開始做平拋運(yùn)動�，F(xiàn)測得轉(zhuǎn)臺半徑R="0.5" m,離水平地面的高度H=0.8m,物塊平拋落地過程水平位移的大小s=0.4m。設(shè)物塊所受的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度g=10m/s2求：

（1）物塊做平拋運(yùn)動的初速度大小V0；

（2）物塊與轉(zhuǎn)臺間的動摩擦因數(shù)。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】物體A做平拋運(yùn)動，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“影子”，則兩個“影子”的位移x、y和速度vx、vy描述了物體在x、y兩個方向上的運(yùn)動。若從物體自O點(diǎn)拋出時開始計(jì)時，下列圖像中正確的是（　�。�

A.B.

C.D.

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