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回旋加速器是用来加速一群带电粒子使它获得很大动能的仪器,其核心部分是两个D形金属...

回旋加速器是用来加速一群带电粒子使它获得很大动能的仪器,其核心部分是两个D形金属扁盒,两盒分别和一高频交流电源两极相接,以便在盒间的窄缝中形成一匀强电场,高频交流电源的周期与带电粒子在D型盒中的运动周期相同,使粒子每穿过窄缝都得到加速尽管粒子的速率和半径一次比一次增大,运动周期却始终不变。两盒放在匀强磁场中,磁场方向垂直于盒底面,磁场的磁感应强度为B,粒子源置于D形盒的中心附近,若粒子源放射出粒子的电量为q,质量为m,最大回旋半径为R,其运动轨迹如图所示,不计粒子的重力和初速度,试求:

1两盒所加交流电的频率为多大?

2粒子离开回旋加速器时的最大动能为多少?

3设两D形盒间电场的电势差为U,计算粒子在整个回旋加速器中运动所用的总时间t为多少?忽略粒子在盒间窄缝电场中加速所用的时间

 

(1)(2)(3) 【解析】 试题分析:(1)交流电的频率等于粒子在磁场中偏转的频率 (2)当粒子运动的半径最大时,动能最大,解得,最大动能为 (3)粒子被加速的次数为n,,在磁场中运动的时间为 考点:考查了回旋加速器的工作原理 【名师点睛】解决本题的关键知道回旋加速器的工作原理,知道粒子的最大速度与加速电压无关,与D形盒的半径和磁感应强度有关.  
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考点分析:
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如图所示,两平行金属导轨间的距离L=040m,金属导轨所在的平面与水平面夹角=37°,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=020T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场,金属导轨的一端接有电动势E=45V、内阻r=050Ω的直流电源。现把一个质量为m=0040kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒恰好静止,导体棒与金属导轨垂直,且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻=25Ω,金属导轨电阻不计,,已知sin37°=06,cos37°=08,求:

1通过导体棒的电流;

2导体棒受到的安培力大小;

3导体棒受到的摩擦力的大小、方向。

 

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如图所示,在虚线MN的上方存在磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直纸面向内,质子和粒子以相同的速度由MN上的O点以垂直MN且垂直于磁场的方向射入匀强磁场中,再分别从MN上,A、B两点离开磁场。已知质子的质量为m,电荷为e,粒子的质量为4m,电荷为2e,忽略带电粒子的重力及质子和粒子间的相互作用,求:

1A、B两点间的距离;

2粒子在磁场中运动的时间。

 

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如图所示,质量为m,电荷量为+q的滑块,静止在绝缘水平面上,某时刻,在MN的左侧加一个长期为E的匀强电场,滑块在电场力的作用下开始向右运动,已知滑块与MN之间的距离为d,滑块与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,求:

1滑块在电场中运动时加速度a的大小;

2滑块停止时MN间的距离x。

 

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根据闭合电路欧姆定律,用图甲所示的电路可以测定电池的电动势和内阻,R为一变阻箱,改变R的阻值,可读出电压表V相应的示数U。对测得的实验数据进行处理,就可以实现测量目的,根据实验数据在坐标系中描出坐标点,如图乙所示,已知,请完成以下数据分析和处理。

1)在坐标纸上画出关系图线;

2)图线的斜率是___________,由此可得电磁电动势E=______V。(结果保留两位有效数字)

 

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某同学设计实验测定待测电阻的阻值,阻值约为3Ω,除电源电动势为15V、开关和导线外,可供使用的实验器材还有:

a电流表量程06A

b电流表量程3A

c电压表量程3V

d电压表量程15V

e滑动变阻器最大阻值10Ω

f滑动变阻器最大阻值100Ω

1实验中,应选择的器材有________、________、________填入所选器材前面的字母

2在虚线框内画出所设计的电路图,并用笔画线代替导线将图乙的实验器材连接成实验电路;

3引起实验系统误差的主要原因是__________。

 

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