【題目】回旋加速器是加速帶電粒子的常用儀器，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖甲所示，其中置于高真空中的金屬D形盒的半徑為R，兩盒間距極小，在左側(cè)D形盒圓心處放有粒子源S，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向如圖乙所示(俯視)．設(shè)帶電粒子質(zhì)量為m，電荷量為＋q，該粒子從粒子源S進(jìn)入加速電場(chǎng)時(shí)的初速度不計(jì)，兩金屬盒狹縫處加高頻交變電壓，加速電壓大小U可視為不變，粒子重力不計(jì)，粒子在電場(chǎng)中的加速次數(shù)等于回旋半周的次數(shù)，求：

(1)粒子在回旋加速器中經(jīng)過第一次加速可以達(dá)到的速度和第一次在磁場(chǎng)中的回旋半徑；

(2)粒子在第n次通過狹縫前后的半徑之比；

(3)粒子若能從上側(cè)邊緣的引出裝置處導(dǎo)出，則R與U、B、n之間應(yīng)滿足什么條件？

【答案】(1) ； ；(2) (3) ＝

【解析】(1)粒子在加速電場(chǎng)中做勻加速運(yùn)動(dòng)，在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，

根據(jù)Uq＝

v1＝

根據(jù)

(2)根據(jù)nUq＝

vn＝

根據(jù)

粒子在第n次通過狹縫前后的半徑之比為

(3)根據(jù)

nUq＝

知vm＝.

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：

【題目】電荷量分別為q和－q的兩個(gè)帶電粒子分別以速度va和vb射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩粒子的入射方向與磁場(chǎng)邊界的夾角分別為30°和60°，磁場(chǎng)寬度為d，兩粒子同時(shí)由A點(diǎn)出發(fā)，同時(shí)到達(dá)B點(diǎn)，如圖所示，則（ ）

A．a粒子帶負(fù)電，b粒子帶正電

B．兩粒子的軌道半徑之比ra∶rb＝∶1

C．兩粒子的速度之比va∶vb＝1∶2

D．兩粒子的質(zhì)量之比ma∶mb＝1∶2

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一個(gè)有一定厚度的圓盤，可以繞通過中心垂直于盤面的水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，用下面的方法測(cè)量它勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角速度．

實(shí)驗(yàn)器材：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、米尺、紙帶、復(fù)寫紙片．

實(shí)驗(yàn)步驟：

（1）如圖1所示，將電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌面上，將紙帶的一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔后．固定在待測(cè)圓盤的側(cè)面上，使得圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，紙帶可以卷在圓盤側(cè)面上．

（2）啟動(dòng)控制裝置使圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)接通電源，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開始打點(diǎn)．

（3）經(jīng)過一段時(shí)間，停止轉(zhuǎn)動(dòng)和打點(diǎn)，取下紙帶，進(jìn)行測(cè)量．

①由已知量和測(cè)得量表示的角速度的表達(dá)式為ω=_______ 式中各量的意義是：_______

②某次實(shí)驗(yàn)測(cè)得圓盤半徑r=5.50×10﹣2m，得到的紙帶的一段如圖2所示，求得角速度為_______．（保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一帶電粒子在電場(chǎng)中僅在電場(chǎng)力作用下，從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，速度隨時(shí)間變化的圖象如圖所示（速度-時(shí)間圖像中tAtB段是一條曲線不是直線），tA、tB分別是帶電粒子到達(dá)A、B兩點(diǎn)時(shí)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻，則下列說法中正確的有

A. A點(diǎn)的電勢(shì)一定高于B點(diǎn)的電勢(shì)

B. 帶電粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能

C. 帶電粒子一定帶正電

D. 電場(chǎng)可能是勻強(qiáng)電場(chǎng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系中有一個(gè)垂直于紙面向里的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其邊界過原點(diǎn)O和y軸上的點(diǎn)a(0，L)．一質(zhì)量為m、電荷量為e的電子從a點(diǎn)以初速度v0平行于x軸正方向射入磁場(chǎng)，并從x軸上的b點(diǎn)射出磁場(chǎng)，此時(shí)速度方向與x軸正方向的夾角為60°。下列說法中正確的是：

A. 電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

B. 電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

C. 磁場(chǎng)區(qū)域的圓心坐標(biāo)

D. 電子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心坐標(biāo)為(0，－2L)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，直線MN上方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，有兩個(gè)相同的粒子1和2（不計(jì)重力），粒子1從磁場(chǎng)邊界上的a點(diǎn)垂直MN和磁場(chǎng)方向射入磁場(chǎng)，經(jīng)t1時(shí)間從b點(diǎn)離開磁場(chǎng)。之后粒子2也由a點(diǎn)沿圖示方向以相同速率垂直磁場(chǎng)方向射入磁場(chǎng)，經(jīng)t2時(shí)間從a．b連線的中點(diǎn)c離開磁場(chǎng)， 則下述正確的是(　　)

A. 兩粒子均帶正電

B. 兩粒子均帶負(fù)電

C. t1:t2= 3:2

D. t1:t2= 3:1

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲，一帶電物塊無初速度地放上皮帶輪底端，皮帶輪以恒定大小的速率沿順時(shí)針傳動(dòng)，該裝置處于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，物塊由底端E運(yùn)動(dòng)至皮帶輪頂端F的過程中，其v-t圖像如圖乙所示，物塊全程運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為4．5 s，關(guān)于帶電物塊及運(yùn)動(dòng)過程的說法正確的是

A. 該物塊帶負(fù)電

B. 皮帶輪的傳動(dòng)速度大小一定為lm／s

C. 若已知皮帶的長度，可求出該過程中物塊與皮帶發(fā)生的相對(duì)位移

D. 在2s～4．5s內(nèi)，物塊與皮帶仍可能有相對(duì)運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一圓筒的橫截面如圖所示，圓心為O、半徑為R，在筒上有兩個(gè)小孔M，N且M、O、N在同一水平線上。圓筒所在區(qū)域有垂直于圓筒截面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，在圓筒左側(cè)有一個(gè)加速電場(chǎng)．一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子，由靜止經(jīng)電場(chǎng)加速后從M孔沿MO方向射入圓筒．已知粒子與圓筒碰撞時(shí)電荷量保持不變，碰撞后速度大小不變，方向與碰撞前相反，不計(jì)粒子重力。

(1)若加速電壓為U0，要使粒子沿直線MN運(yùn)動(dòng)，需在圓筒內(nèi)部空間加一勻強(qiáng)電場(chǎng)，求所加電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E；

(2)若帶電粒子與圓筒碰撞三次后從小孔N處射出，求粒子在圓筒中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t；

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體，由狀態(tài)A沿直線AB過程變化到狀態(tài)B，再由B沿直線BC過程變化到狀態(tài)C，然后由C沿直線CA過程變化到狀態(tài)A，在此循環(huán)過程中，下列說法正確的是

A. 在AB過程中，氣體分子的平均速率先增大后減小

B. 在AB過程中，氣體對(duì)外做的功大于氣體吸收的熱量

C. 在BC過程中，氣體的內(nèi)能增大

D. 在CA過程中，氣體對(duì)外不做功

E. 經(jīng)過ABCA一個(gè)循環(huán)過程，氣體對(duì)外做的功等于從外界吸收的熱量

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