【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qq0)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)

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。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在做描繪小燈泡的伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)中,采用的儀器有:

電源E(電動(dòng)勢(shì)6 V,內(nèi)阻不計(jì));

額定電壓4.0 V的小燈泡L;

電流表A(量程0.6 A,內(nèi)阻約2Ω);

電壓表V(量程5 V,內(nèi)阻約15 kΩ);

滑動(dòng)變阻器R(最大阻值15Ω);

開(kāi)關(guān)S,導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)中要求加在小燈泡上的電壓從零到小燈泡的額定電壓連續(xù)可調(diào)。

I.在做實(shí)驗(yàn)時(shí),連成的實(shí)物電路圖如下:

請(qǐng)你指出上述實(shí)驗(yàn)電路圖中的錯(cuò)誤之處:

_______________________________________________________

_______________________________________________________

Ⅱ.請(qǐng)你在虛線方框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)所用的正確電路原理圖__________。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,甲、乙傳送帶傾斜于水平地面放置,并以相同的恒定速率v逆時(shí)針運(yùn)動(dòng),兩傳送帶粗糙程度不同,但長(zhǎng)度、傾角均相同.將一小物體分別從兩傳送帶頂端的A點(diǎn)無(wú)初速度釋放,甲傳送帶上物體到達(dá)底端B點(diǎn)時(shí)恰好達(dá)到速度v;乙傳送帶上物體到達(dá)傳送帶中部的C點(diǎn)時(shí)恰好達(dá)到速度v,接著以速度v運(yùn)動(dòng)到底端B點(diǎn).則物體從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中 (  )

A. 物體在甲傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間比乙大

B. 物體與甲傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)比乙大

C. 兩傳送帶對(duì)物體做功相等

D. 兩傳送帶因與物體摩擦產(chǎn)生的熱量相等

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)的輸出功率P100kW,發(fā)電機(jī)端電壓U250V,向遠(yuǎn)處送電的輸電線的總電阻R8Ω.已知輸電線上損失的功率為輸送功率的5%,用戶得到的電壓是220V.

(1)應(yīng)該怎樣安裝變壓器?畫(huà)出輸電線路的示意圖.

(2)求出所用的變壓器的原、副線圈的匝數(shù)之比.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】《2013--2017年中國(guó)風(fēng)光互補(bǔ)路燈行業(yè)發(fā)展前景與投資預(yù)測(cè)分析報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示,我國(guó)現(xiàn)有城鄉(xiāng)路燈總數(shù)約有2億只,并以每年加20%的速度增長(zhǎng),我國(guó)有豐富的風(fēng)能及太陽(yáng)能資源。路燈作為戶外裝置,兩者結(jié)合做成風(fēng)光互補(bǔ)路燈,無(wú)疑給國(guó)家的節(jié)能減排提供了一個(gè)很好的解決方案。如圖為某公司生產(chǎn)的風(fēng)光互補(bǔ)LED路燈外形圖和電路原理圖。

國(guó)家發(fā)改委提供的數(shù)據(jù)顯示,每燃燒1噸標(biāo)準(zhǔn)煤可以發(fā)電3000千瓦時(shí),排放二氧化碳2.61噸。假如傳統(tǒng)路燈消耗的電能來(lái)自燃燒標(biāo)準(zhǔn)煤發(fā)電,用比套路燈替換400瓦、每天工作10小時(shí)的傳統(tǒng)路燈,則每套路燈1年(365天)可減少多少噸二氧化碳的排放? ( )

A. 1.27Kg B. 12.7Kg C. 1270Kg D. 1.27×106Kg

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在探究?jī)呻姾砷g相互作用力的大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中,一同學(xué)猜想可能與兩電荷的間距和帶電量有關(guān).他選用帶正電的小球AB,A球放在可移動(dòng)的絕座上,B球用絕緣絲線懸掛于玻璃棒C點(diǎn),如圖所示.實(shí)驗(yàn)時(shí),先保持兩電荷量不變,使A球從遠(yuǎn)處逐漸向B球靠近,觀察到兩球距離越小,B球懸線的偏角越大,再保持兩球的距離不變,改變小球所帶的電荷量,觀察到電荷量越大,B球懸線的偏角越大.

實(shí)驗(yàn)表明:兩電荷之間的相互作用力,隨其距離的 ______ 而增大,隨其所帶電荷量 ______ 而增大.歷史上法國(guó)學(xué)者庫(kù)侖通過(guò)更精確的實(shí)驗(yàn)探究總結(jié)出兩點(diǎn)電荷間相互作用力與兩點(diǎn)電荷的電荷量、間距的定量關(guān)系.此同學(xué)在探究中應(yīng)用的科學(xué)方法是 ______

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】放置在水平地面上的支架質(zhì)量為M,支架頂端用細(xì)繩拴著質(zhì)量為m的小球,將細(xì)線拉至水平位置,如圖所示,而后由靜止釋放小球。在小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,支架始終不動(dòng),以下說(shuō)法正確的是(

A. 在釋放小球瞬間,支架對(duì)地面壓力為 (M+m)g

B. 在釋放小球瞬間,支架對(duì)地面壓力為 (M-m)g

C. 小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí),支架對(duì)地面壓力為 (M+3m)g

D. 小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí),支架對(duì)地面壓力為(M+m)g

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】x軸上的O、M兩點(diǎn)分別同定著電荷量為q1、q2的正、負(fù)點(diǎn)電荷,在兩電荷連線上各點(diǎn)電勢(shì)φ隨x變化的關(guān)系如圖所示,其中A、N兩點(diǎn)的電勢(shì)均為零,ND段中C點(diǎn)的電勢(shì)最高。下列說(shuō)法正確的是

A. |q1|>|q2|

B. A、N兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度均為零

C. C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零

D. 將一正點(diǎn)電荷從N點(diǎn)移到D點(diǎn)的過(guò)程中,電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,質(zhì)量為M = 0.2kg的長(zhǎng)木板靜止在光滑的水平地面上,現(xiàn)有一質(zhì)量也為m = 0.2kg的滑塊以v0 =1.2 m/s的速度滑上長(zhǎng)木板的左端,小滑塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4,小滑塊剛好沒(méi)有滑離長(zhǎng)木板,求:( g=10m/s2)

1)小滑塊的最終速度?

2)在整個(gè)過(guò)程中,系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量?

3)以地面為參照物,小滑塊滑行的距離為多少?

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同步練習(xí)冊(cè)答案