【題目】某種回旋加速器的設(shè)計(jì)方案如圖甲所示,圖中粗黑線段為兩個(gè)正對(duì)的極板,兩個(gè)極板的板面中部各有一狹縫(沿OP方向的狹長(zhǎng)區(qū)域),帶電粒子可通過(guò)狹縫穿越極板(如圖乙所示),當(dāng)帶電粒子每次進(jìn)入兩極板間時(shí),板間電勢(shì)差為U(下極板高于上極板電勢(shì)),當(dāng)粒子離開(kāi)兩極板后,級(jí)間電勢(shì)差為零;兩細(xì)虛線間(除開(kāi)兩極板之間的區(qū)域)既無(wú)電場(chǎng)也無(wú)磁場(chǎng);其他部分存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面。在離子源S中產(chǎn)生的質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的離子,由靜止開(kāi)始被電場(chǎng)加速,經(jīng)狹縫中的O點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域,O點(diǎn)到極板右端的距離為D,到出射孔P的距離為4D。已知磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可以在零到某一最大值之間調(diào)節(jié),離子從離子源上方的O點(diǎn)射入磁場(chǎng)區(qū)域,最終只能從出射孔P射出。假設(shè)如果離子打到器壁或離子源外壁則即被吸收。忽略相對(duì)論效應(yīng),不計(jì)離子重力,求:
(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度可能的最小值;
(2)調(diào)節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1=,計(jì)算離子從P點(diǎn)射出時(shí)的動(dòng)能;
(3)若將磁感應(yīng)強(qiáng)度在(, )范圍內(nèi)調(diào)節(jié),寫(xiě)出離子能從P點(diǎn)射出時(shí)該范圍內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度B所有的可能值;并計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=時(shí),離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。
【答案】(1);(2)
【解析】14.解:(1)設(shè)離子從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)時(shí)的速率為v,有:
設(shè)離子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑為r,有:
若離子從O點(diǎn)射出后只運(yùn)動(dòng)半個(gè)圓周即從孔P射出,有:
r=2D
此時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度取得最小值,且最小值為:
(2)若B1=,根據(jù)得
r1=
可知離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半圈后將穿過(guò)上極板進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域做減速運(yùn)動(dòng),速度減到零后又重新反向加速至進(jìn)入時(shí)的速率,從進(jìn)入處再回到磁場(chǎng)區(qū)域。因?yàn)閞1=,這樣的過(guò)程將進(jìn)行2次。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖(a)、(b)所示的電路中,電阻R和自感線圈L的電阻值都很小,且小于燈A的電阻,接通S,使電路達(dá)到穩(wěn)定,燈泡A發(fā)光,則( )
A. 在電路(a)中,斷開(kāi)S后,A將逐漸變暗
B. 在電路(a)中,斷開(kāi)S后,A將先變得更亮,然后逐漸變暗
C. 在電路(b)中,斷開(kāi)S后,A將逐漸變暗
D. 在電路(b)中,斷開(kāi)S后,A將先變得更亮,然后逐漸變暗
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,物體A、B通過(guò)細(xì)繩及輕質(zhì)彈簧連接在輕滑輪兩側(cè),物體A、B的質(zhì)量分別為2m、m。開(kāi)始時(shí)細(xì)繩伸直,物體B靜止在桌面上,用手托著物體A使彈簧處于原長(zhǎng)且A與地面的距離為h。放手后物體A下落,著地時(shí)速度大小為v,此時(shí)物體B對(duì)桌面恰好無(wú)壓力。不計(jì)一切摩擦及空氣阻力,重力加速度大小為g。下列說(shuō)法正確的是
A. 物體A下落過(guò)程中,物體A和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒
B. 彈簧的勁度系數(shù)為
C. 物體A著地時(shí)的加速度大小為
D. 物體A著地時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為mgh-mv2
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】關(guān)于振動(dòng)與波,下列說(shuō)法正確的是 。
A. 軍隊(duì)士兵便步過(guò)橋,是為了避免橋發(fā)生共振
B. 一個(gè)單擺在赤道上的振動(dòng)周期為T,移到北極時(shí)振動(dòng)周期也為T
C. 當(dāng)接收者遠(yuǎn)離波源時(shí),其接收到的波的頻率比波源發(fā)出的頻率低
D. 一列水波遇到障礙物發(fā)生衍射,衍射后的水波頻率不變
E. 簡(jiǎn)諧橫波在傳播過(guò)程中每經(jīng)過(guò)一個(gè)周期,振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)將沿傳播方向移動(dòng)一個(gè)波長(zhǎng)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,一塊長(zhǎng)度為a,寬度為b、厚度為d的金屬導(dǎo)體,當(dāng)加有與側(cè)面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,且通以圖示方向的電流I時(shí),用電壓表測(cè)得導(dǎo)體上、下表面MN間電壓為U.已知自由電子的電量為e.下列說(shuō)法中正確的是( )
A. M板比N板電勢(shì)高
B. 導(dǎo)體單位體積內(nèi)自由電子數(shù)越多,電壓表的示數(shù)越大
C. 導(dǎo)體中自由電子定向移動(dòng)的速度為
D. 導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,水平導(dǎo)軌間距為L=0.5 m,導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì);導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量m=1 kg,電阻R0=0.9 Ω,與導(dǎo)軌接觸良好;電源電動(dòng)勢(shì)E=10 V,內(nèi)阻r=0.1 Ω,電阻R=4 Ω;外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=5 T,方向垂直于ab,與導(dǎo)軌平面成夾角α=53°;ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力),定滑輪摩擦不計(jì),線對(duì)ab的拉力為水平方向,重力加速度g=10 m/s2,ab處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知sin 53°=0.8,cos 53°=0.6。求:
(1)通過(guò)ab的電流大小和方向;
(2)ab受到的安培力大。
(3)重物重力G的取值范圍。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】關(guān)于分子間距與分子力的下列說(shuō)法中,錯(cuò)誤的是( )
A. 水和酒精混合后的體積小于原來(lái)的體積之和,說(shuō)明分子間有空隙;正是由于分子間有空隙,才可以將物體壓縮
B. 實(shí)際上水的體積很難被壓縮,這是由于水分子間距稍微變小時(shí),分子間的作用就表現(xiàn)為斥力
C. 一般情況下,當(dāng)分子間距r<r0(平衡距離)時(shí),分子力表現(xiàn)為斥力,r=r0時(shí),分子力為零;當(dāng)r>r0時(shí)分子力表現(xiàn)為為引力
D. 彈簧被拉伸或被壓縮時(shí)表現(xiàn)的彈力,正是分子引力和斥力的對(duì)應(yīng)表現(xiàn)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,AC是一個(gè)用長(zhǎng)為L的導(dǎo)線彎成的、以O為圓心的四分之一圓弧,將其放置在與平面AOC垂直的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.當(dāng)在該導(dǎo)線中通以由C到A,大小為I的恒定電流時(shí),該導(dǎo)線受到的安培力的大小和方向是( )
A. BIL,平行于OC向左
B. ,垂直于AC的連線指向左下方
C. ,平行于OC向右
D. ,垂直于AC的連線.指向左下方
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,水平放置的圓盤半徑為R=1m,在其邊緣C點(diǎn)固定一個(gè)高度不計(jì)的小桶,在圓盤直徑CD的正上方放置一條水平滑道AB,滑道與CD平行.滑道右端B與圓盤圓心O在同一豎直線上,其高度差為h=1.25m.在滑道左端靜止放置質(zhì)量為m=0.4kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),物塊與滑道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2.當(dāng)用一大小為F=4N的水平向右拉力拉動(dòng)物塊的同時(shí),圓盤從圖示位置以角速度ω=2πrad/s,繞穿過(guò)圓心O的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng).拉力作用一段時(shí)間后撤掉,物塊在滑道上繼續(xù)滑行,由B點(diǎn)水平拋出,恰好落入小桶內(nèi).重力加速度取10m/s2.
(1)求拉力作用的最短時(shí)間;
(2)若拉力作用時(shí)間為0.5s,物塊能否落入小桶內(nèi),若能,求出所需滑道的長(zhǎng)度;若不能,請(qǐng)說(shuō)明理由。
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