圖1所示的裝置中，粒子源A產(chǎn)生的初速為零、比荷為的正離子沿軸線進(jìn)入一系列共軸且長(zhǎng)度依次增加的金屬圓筒，奇數(shù)和偶數(shù)筒分別連接在周期為T、最大值為U0的矩形波電源兩端，電源波形如圖2所示，離子在每個(gè)圓筒內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間等于交變電源的半個(gè)周期，在相鄰兩筒之間受電場(chǎng)力作用被加速（加速時(shí)間不計(jì)）.離子離開最后一個(gè)圓筒后垂直于邊OE進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最后從 OF邊出射.（不計(jì)離子所受重力）


（1）求離子在第一個(gè)金屬筒內(nèi)的速率.
（2）求離子在第n個(gè)筒內(nèi)的速率及第n個(gè)筒的長(zhǎng)度.
（3）若有N個(gè)金屬筒，求離子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)
的半徑.
（4）若比荷為的離子垂直于OF邊出射，要使比
荷為的離子也能垂直于OF邊出射，求電源電壓最
大值的改變量以及磁感應(yīng)強(qiáng)度的改變量.
（1） ......
（2）..
（3） .
（4）....
（1）設(shè)離子在第n個(gè)筒內(nèi)的速度為，在每個(gè)筒內(nèi)受到電場(chǎng)力做功為，
根據(jù)動(dòng)能定理 .......（2分）
 .......（3分）
解得  .......（2分）
（2）設(shè)第n個(gè)筒的長(zhǎng)度為，
.......（3分）
（3）設(shè)粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為，有
 .......（3分）
（4）需要使離子加速后也獲得的速度，設(shè)比荷為離子的加速電壓為有......（2分）
得....（2分）
設(shè)的離子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為，要使的離子在磁場(chǎng)中同樣在S點(diǎn)射出，
有.......（1分）     .......（1分）
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（18分）如圖，帶電量為+q、質(zhì)量為m的粒子（不計(jì)重力）由靜止開始經(jīng)A、B間電場(chǎng)加速后，沿中心線勻速射入帶電金屬板C、D間，后粒子由小孔M沿徑向射入一半徑為R的絕緣筒，已知C、D間電壓為U0，板間距離為d，C、D間與絕緣筒內(nèi)均有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B0、B．
（1）（6分）求粒子在C、D間穿過(guò)時(shí)的速度v0；
（2）（6分）求A、B間的加速電壓U；
（3）（6分）粒子與絕緣筒壁碰撞，速率、電荷量都不變，為使粒子在筒內(nèi)能與筒壁碰撞4次（不含從M孔出來(lái)的一次）后又從M孔飛出，求筒內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度B （用三角函數(shù)表示）．
   

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

(19分)如圖甲所示，豎直擋板MN左側(cè)空間有方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)和磁場(chǎng)的范圍足夠大，電場(chǎng)強(qiáng)度E=40N/C，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖象如圖乙所示，選定磁場(chǎng)垂直紙面向里為正方向。t=0時(shí)刻，一質(zhì)量m=8×10-4kg、電荷量q=+2×10-4C的微粒在O點(diǎn)具有豎直向下的速度v=0.12m/s，O´是擋板MN上一點(diǎn)，直線OO´與擋板MN垂直，取g=10m/s2。求：
（1）微粒再次經(jīng)過(guò)直線OO´時(shí)與O點(diǎn)的距離；
（2）微粒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中離開直線OO´的最大高度；
（3）水平移動(dòng)擋板，使微粒能垂直射到擋板上，擋板與O點(diǎn)間的距離應(yīng)滿足的條件。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題


(1)粒子在回旋加速器中經(jīng)過(guò)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)粒子在第次通過(guò)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、之間應(yīng)滿足什么條件？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示,xOy平面內(nèi),在y軸左側(cè)某區(qū)域內(nèi)有一個(gè)方向豎直向下、水平寬度為Z=m、電場(chǎng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)電場(chǎng)。在y軸右側(cè)有一個(gè)圓心位于X軸上，半徑為r=0.Olm的圓形磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B="O." 01T，在坐標(biāo)為xo=0.04m處有一垂直于X軸的面積足夠大的熒光屏PQ。今有一束帶正電的粒子從電場(chǎng)左側(cè)沿+X方向射入電場(chǎng),穿出電場(chǎng)時(shí)恰好通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn),速度大小為m/s,方向與X軸成30°角斜向下。若粒子的質(zhì)量m=1.0X10-20kg，電量為C，試求：
(1) 粒子射人電場(chǎng)時(shí)的位置坐標(biāo)和初速度；
(2) 若圓形磁場(chǎng)可沿x軸移動(dòng),圓心O’在X軸上的移動(dòng)范圍為，由于磁場(chǎng)位置的不同，導(dǎo)致該粒子打在熒光屏上的位置也不同，試求粒子打在熒光屏上的范圍。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

1930年勞倫斯制成了世界上第一臺(tái)回旋加速器，其原理如圖所示。這臺(tái)加速器由兩個(gè)銅質(zhì)D形盒D1、D2構(gòu)成，其間留有空隙。下列說(shuō)法正確的是
A．這臺(tái)加速器的D形盒空隙間加速電壓越大，被加速后的離子速度越大
B．當(dāng)磁場(chǎng)和電場(chǎng)確定時(shí)，這臺(tái)加速器能加速任何離子
C．當(dāng)磁場(chǎng)和電場(chǎng)確定時(shí)，這臺(tái)加速器僅能加速電量q相同的離子
D．離子僅從電場(chǎng)中獲得能量

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

請(qǐng)用學(xué)過(guò)的電學(xué)知識(shí)判斷下列說(shuō)法正確的是
A．電工穿絕緣衣比穿金屬衣安全
B．制作汽油桶的材料用金屬比用塑料好
C．小鳥停在單根高壓輸電線上會(huì)被電死
D．打雷時(shí)，呆在汽車?yán)锉却粼谀疚堇镆ｋU(xiǎn)

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，M、N兩平行金屬板間存在著正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一帶電粒子(重力不計(jì))從O點(diǎn)以速度v沿著和兩板平行的方向射入場(chǎng)區(qū)后，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t1飛出場(chǎng)區(qū)；如果兩板間只有電場(chǎng)，粒子仍以原來(lái)的速度從O點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t2飛出電場(chǎng)；如果兩板間只有磁場(chǎng)，粒子仍以原來(lái)的速度從O點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)后，經(jīng)過(guò)時(shí)間t3飛出磁場(chǎng)，則t1、t2、t3之間的大小關(guān)系為
A．t1=t2B．t2= t3C． t2<t3D．t2>t3

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：填空題

一臺(tái)理想變壓器將10 kV的電壓經(jīng)降壓后提供給負(fù)載200 A的電流。已知兩個(gè)線圈的匝數(shù)比為40：1。則變壓器原線圈中的電流為      A，輸出電壓為      V，輸出功率為       W。

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同步練習(xí)冊(cè)答案