正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的最后部分的簡化示意圖如圖甲所示(俯視圖),位于水平面內(nèi)的粗實(shí)線所示的圓環(huán)形真空管道是正、負(fù)電子做圓運(yùn)動(dòng)的“容器”,經(jīng)過加速器加速后的正、負(fù)電子被分別引入該管道時(shí),具有相等的速率v,它們沿著管道向相反的方向運(yùn)動(dòng).在管道內(nèi)控制它們轉(zhuǎn)彎的是一系列圓形電磁鐵,即圖中的A、A、A……A共有n個(gè),均勻分布在整個(gè)圓環(huán)上,每個(gè)電磁鐵內(nèi)的磁場都是磁感應(yīng)強(qiáng)度相同的勻強(qiáng)磁場,并且方向豎直向下,磁場區(qū)域的直徑為d,改變電磁鐵內(nèi)電流的大小,就可改變磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度,從而改變電子偏轉(zhuǎn)的角度.經(jīng)過精確的調(diào)整,首先實(shí)現(xiàn)電子在環(huán)形管道中沿圖甲中粗虛線所示的軌跡運(yùn)動(dòng),這時(shí)電子經(jīng)過每個(gè)電磁場區(qū)域時(shí)射入點(diǎn)和射出點(diǎn)都是電磁場區(qū)域的同一條直徑的兩端,如圖乙所示.這就為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)正、負(fù)電子的對(duì)撞作好了準(zhǔn)備.

(1)試確定正、負(fù)電子在管道內(nèi)各是沿什么方向旋轉(zhuǎn)的;

(2)已知正、負(fù)電子的質(zhì)量都是m,所帶電荷都是元電荷e,重力可不計(jì),求電磁鐵內(nèi)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大。

 

【答案】

(1)正電子在甲圖中沿逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)   負(fù)電子在甲圖中沿順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)  (2) 

【解析】(1)根據(jù)洛倫茲力提供向心力和磁場方向向下,可判斷出正電子沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),負(fù)電子沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)

(2)如圖2所示

電子經(jīng)過每個(gè)電磁鐵,偏轉(zhuǎn)角度θ=,

射入電磁鐵時(shí)與該處直徑的夾角為,

電子在磁場內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R=.

由幾何關(guān)系可知,sin=

解得B=

思路分析:(1)根據(jù)左手定則可以判斷受力,即可判斷粒子的偏轉(zhuǎn)方向

(2)根據(jù)弦長是直徑,構(gòu)建直角三角形,在直角三角形中求得半徑。再根據(jù)洛倫茲力提供向心力求解B .

試題點(diǎn)評(píng):這是一道信息題,關(guān)鍵是從題目中把信息提煉出來,建立模型即可求解。

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的最后部分的簡化示意圖如圖1所示(俯視圖),位于水平面內(nèi)的粗實(shí)線所示的圓環(huán)形真空管道是正、負(fù)電子做圓運(yùn)動(dòng)的“容器”,經(jīng)過加速器加速后的正、負(fù)電子分別引入該管道時(shí),具有相等的速度v,它們沿管道向相反的方向運(yùn)動(dòng).在管道內(nèi)控制它們轉(zhuǎn)彎的是一系列圓形電磁鐵,即圖中的A1、A2、A3……An,共n個(gè),均勻分布在整個(gè)圓環(huán)上(圖中只示意性地用細(xì)實(shí)線畫了幾個(gè)),每個(gè)電磁鐵內(nèi)的磁場都是勻強(qiáng)磁場,并且磁感應(yīng)強(qiáng)度都相同,方向豎直向下.磁場區(qū)域的直徑為d,改變電磁鐵內(nèi)電流的大小,就可改變磁感應(yīng)強(qiáng)度,從而改變電子偏轉(zhuǎn)角度的大小.經(jīng)過精確的調(diào)整,首先實(shí)現(xiàn)了電子沿管道的粗虛線運(yùn)動(dòng),這時(shí)電子經(jīng)每個(gè)磁場區(qū)域時(shí)入射點(diǎn)和出射點(diǎn)都是磁場區(qū)域的同一直徑的兩端,如圖2所示.這就為正、負(fù)電子的對(duì)撞做好了準(zhǔn)備.
(1)試確定正、負(fù)電子在管道中是沿什么方向旋轉(zhuǎn)的;
(2)已知正、負(fù)電子的質(zhì)量都是m,所帶的電荷量都是e,重力不計(jì).求電磁鐵內(nèi)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小.

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科目:高中物理 來源: 題型:

正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的最后部分的簡化示意圖如圖(1)所示(俯視圖),位于水平面內(nèi)的粗實(shí)線所示的圓環(huán)真空管道是正、負(fù)電子作圓運(yùn)動(dòng)的“容器”,經(jīng)過加速器加速后的正、負(fù)電子被分別引入該管道時(shí),具有相等的速率v,它們沿管道向相反的方向運(yùn)動(dòng).在管道內(nèi)控制它們轉(zhuǎn)彎的是一系列圓形電磁鐵,即圖中的、……,共n個(gè),均勻分布在整個(gè)圓環(huán)上(圖中只示意性地用細(xì)實(shí)線畫了幾個(gè),其余的用細(xì)虛線表示),每個(gè)電磁鐵內(nèi)的磁場都是勻強(qiáng)磁場,并且磁感應(yīng)強(qiáng)度都相同,方向豎直向下,磁場區(qū)域的直徑為d.改變電磁鐵內(nèi)電流的大小,就可改變磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度,從而改變電子偏轉(zhuǎn)的角度.經(jīng)過精確的調(diào)整,首先實(shí)現(xiàn)電子在環(huán)形管道中沿圖中粗虛線所示的軌道運(yùn)動(dòng),這時(shí)電子經(jīng)過每個(gè)電磁鐵時(shí)射入點(diǎn)和射出點(diǎn)都在電磁鐵的同一條直徑的兩端,如圖(2)所示.這就為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)正、負(fù)電子的對(duì)撞作好了準(zhǔn)備.

(1)試確定正、負(fù)電子在管道內(nèi)各是沿什么方向旋轉(zhuǎn)的?

(2)已知正、負(fù)電子的質(zhì)量都是m,所帶電荷都是元電荷e,重力不計(jì).求電磁鐵內(nèi)勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大。

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科目:高中物理 來源: 題型:

正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的最后部分的簡化示意圖如圖11-3-19所示(俯視圖),位于水平面內(nèi)的粗實(shí)線所示的圓環(huán)形真空管道是正、負(fù)電子作圓周運(yùn)動(dòng)的“容器”,經(jīng)過加速器加速后的正、負(fù)電子分別引人該管道時(shí),具有相等的速度v,它們沿管道向相反的方向運(yùn)動(dòng).在管道內(nèi)控制它們運(yùn)動(dòng)的是一系列圓形電磁鐵,即圖中的n個(gè)A1、A2、A3、……An,并且均勻分布在整個(gè)圓環(huán)上(圖中只示意性地用細(xì)實(shí)線畫了幾個(gè).其它的用虛線表示),每個(gè)電磁鐵內(nèi)的磁場都是勻強(qiáng)磁場,并且磁感應(yīng)強(qiáng)度都相同,方向都豎直向下.每個(gè)磁場區(qū)域的直徑為d,改變電磁鐵內(nèi)電流的大小,就可改變磁感應(yīng)強(qiáng)度,從而改變電子偏轉(zhuǎn)角度的大小,經(jīng)過精確的調(diào)整,首先實(shí)現(xiàn)了電子沿管道的粗虛線運(yùn)動(dòng),這時(shí)電子經(jīng)每個(gè)電磁鐵時(shí)射入點(diǎn)和射出點(diǎn)都在圓形電磁鐵的直徑兩端,這就為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)正、負(fù)電子的對(duì)撞作好了準(zhǔn)備.

  ( 1 )試確定正、負(fù)電子在管道中分別沿什么方向運(yùn)動(dòng);

  ( 2 )已知正、負(fù)電子的質(zhì)量都是m,所帶的電荷為e,重力不計(jì).求電磁鐵內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小.

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科目:高中物理 來源:2012屆北京市海淀區(qū)高三5月查漏補(bǔ)缺物理試卷(帶解析) 題型:計(jì)算題

正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的最后部分的簡化示意如圖(1)所示(俯視圖),位于水平面內(nèi)的粗實(shí)線所示的圓環(huán)形真空管道是正、負(fù)電子作圓運(yùn)動(dòng)的“容器”,經(jīng)過加速器加速后的正、負(fù)電子被分別引入該管道時(shí),具有相等的速率v,它們沿管道向相反的方向運(yùn)動(dòng)。在管道內(nèi)控制它們轉(zhuǎn)彎的是一系列圓形電磁鐵,即圖中的A1、A2、A3……An,共n個(gè),均勻分布在整個(gè)圓周上(圖中只示意性地用細(xì)實(shí)線畫了幾個(gè),其余的用細(xì)虛線表示),每個(gè)電磁鐵內(nèi)的磁場都是勻強(qiáng)磁場,并且磁感應(yīng)強(qiáng)度都相同,方向豎直向下,磁場區(qū)域都是直徑為d的圓形。改變電磁鐵內(nèi)電流的大小,就可改變磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度,從而改變電子偏轉(zhuǎn)的角度。經(jīng)過精確的調(diào)整,首先實(shí)現(xiàn)電子在環(huán)形管道中沿圖中粗虛線所示的軌跡運(yùn)動(dòng),這時(shí)電子經(jīng)過每個(gè)電磁鐵時(shí)射入點(diǎn)和射出點(diǎn)都在電磁鐵的同一條直徑的兩端,如圖(2)所示。這就為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)正、負(fù)電子的對(duì)撞作好了準(zhǔn)備。
(1)試確定正、負(fù)電子在管道內(nèi)各是沿什么方向旋轉(zhuǎn)的。


(2)已知正、負(fù)電子的質(zhì)量都是m,所帶電荷都是元電荷e,重力可不計(jì)。求電磁鐵內(nèi)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。

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