【題目】某種回旋加速器的設計方案如圖甲所示,圖中粗黑線段為兩個正對的極板,兩個極板的板面中部各有一狹縫(沿OP方向的狹長區(qū)域),帶電粒子可通過狹縫穿越極板(如圖乙所示),當帶電粒子每次進入兩極板間時,板間電勢差為U(下極板高于上極板電勢),當粒子離開兩極板后,級間電勢差為零;兩細虛線間(除開兩極板之間的區(qū)域)既無電場也無磁場;其他部分存在勻強磁場,磁感應強度方向垂直于紙面。在離子源S中產(chǎn)生的質量為m、電荷量為qq0)的離子,由靜止開始被電場加速,經(jīng)狹縫中的O點進入磁場區(qū)域,O點到極板右端的距離為D,到出射孔P的距離為4D。已知磁感應強度大小可以在零到某一最大值之間調節(jié),離子從離子源上方的O點射入磁場區(qū)域,最終只能從出射孔P射出。假設如果離子打到器壁或離子源外壁則即被吸收。忽略相對論效應,不計離子重力,求:

1)磁感應強度可能的最小值;

2)調節(jié)磁感應強度大小為B1,計算離子從P點射出時的動能;

3)若將磁感應強度在( )范圍內調節(jié),寫出離子能從P點射出時該范圍內磁感應強度B所有的可能值;并計算磁感應強度B2時,離子在磁場中運動的時間。

【答案】(1);(2)

【解析】14.解:(1)設離子從O點射入磁場時的速率為v,有:

設離子在磁場中做勻速圓周運動的軌跡半徑為r,有:

若離子從O點射出后只運動半個圓周即從孔P射出,有:

r=2D

此時磁感應強度取得最小值,且最小值為:

(2)若B1,根據(jù)

r1

可知離子在磁場中運動半圈后將穿過上極板進入電場區(qū)域做減速運動,速度減到零后又重新反向加速至進入時的速率,從進入處再回到磁場區(qū)域。因為r1,這樣的過程將進行2次。

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在做描繪小燈泡的伏安特性曲線的實驗中,采用的儀器有:

電源E(電動勢6 V,內阻不計);

額定電壓4.0 V的小燈泡L;

電流表A(量程0.6 A,內阻約2Ω);

電壓表V(量程5 V,內阻約15 kΩ);

滑動變阻器R(最大阻值15Ω);

開關S,導線若干。實驗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。

I.在做實驗時,連成的實物電路圖如下:

請你指出上述實驗電路圖中的錯誤之處:

_______________________________________________________

_______________________________________________________

Ⅱ.請你在虛線方框中畫出實驗所用的正確電路原理圖__________

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科目:高中物理 來源: 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逆時針運動,兩傳送帶粗糙程度不同,但長度、傾角均相同.將一小物體分別從兩傳送帶頂端的A點無初速度釋放,甲傳送帶上物體到達底端B點時恰好達到速度v;乙傳送帶上物體到達傳送帶中部的C點時恰好達到速度v,接著以速度v運動到底端B點.則物體從A運動到B的過程中 (  )

A. 物體在甲傳送帶上運動的時間比乙大

B. 物體與甲傳送帶之間的動摩擦因數(shù)比乙大

C. 兩傳送帶對物體做功相等

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 來源: 題型:

【題目】某發(fā)電廠的發(fā)電機的輸出功率P100kW,發(fā)電機端電壓U250V,向遠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)應該怎樣安裝變壓器?畫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 來源: 題型:

【題目】《2013--2017年中國風光互補路燈行業(yè)發(fā)展前景與投資預測分析報告》數(shù)據(jù)顯示,我國現(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,我國有豐富的風能及太陽能資源。路燈作為戶外裝置,兩者結合做成風光互補路燈,無疑給國家的節(jié)能減排提供了一個很好的解決方案。如圖為某公司生產(chǎn)的風光互補LED路燈外形圖和電路原理圖。

國家發(fā)改委提供的數(shù)據(jù)顯示,每燃燒1噸標準煤可以發(fā)電3000千瓦時,排放二氧化碳2.61噸。假如傳統(tǒng)路燈消耗的電能來自燃燒標準煤發(fā)電,用比套路燈替換400瓦、每天工作10小時的傳統(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 來源: 題型:

【題目】在探究兩電荷間相互作用力的大小與哪些因素有關的實驗中,一同學猜想可能與兩電荷的間距和帶電量有關.他選用帶正電的小球AB,A球放在可移動的絕座上,B球用絕緣絲線懸掛于玻璃棒C點,如圖所示.實驗時,先保持兩電荷量不變,使A球從遠處逐漸向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.

實驗表明: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.歷史上法國學者庫侖通過更精確的實驗探究總結出兩點電荷間相互作用力與兩點電荷的電荷量、間距的定量關系.此同學在探究中應用的科學方法是 ______

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】放置在水平地面上的支架質量為M,支架頂端用細繩拴著質量為m的小球,將細線拉至水平位置,如圖所示,而后由靜止釋放小球。在小球運動過程中,支架始終不動,以下說法正確的是(

A. 在釋放小球瞬間,支架對地面壓力為 (M+m)g

B. 在釋放小球瞬間,支架對地面壓力為 (M-m)g

C. 小球到達最低點時,支架對地面壓力為 (M+3m)g

D. 小球到達最低點時,支架對地面壓力為(M+m)g

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】x軸上的O、M兩點分別同定著電荷量為q1、q2的正、負點電荷,在兩電荷連線上各點電勢φ隨x變化的關系如圖所示,其中A、N兩點的電勢均為零,ND段中C點的電勢最高。下列說法正確的是

A. |q1|>|q2|

B. A、N兩點的電場強度均為零

C. C點的電場強度為零

D. 將一正點電荷從N點移到D點的過程中,電場力先做正功后做負功

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科目:高中物理 來源: 題型:

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

1)小滑塊的最終速度?

2)在整個過程中,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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