（20分）如圖所示為一種獲得高能粒子的裝置。環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外、大小可調(diào)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。M、N為兩塊中心開有小孔的極板，每當(dāng)帶電粒子經(jīng)過M、N板時(shí)，都會(huì)被加速，加速電壓均為U；每當(dāng)粒子飛離電場(chǎng)后，M、N板間的電勢(shì)差立即變?yōu)榱恪ＡＷ釉陔妶?chǎng)中一次次被加速，動(dòng)能不斷增大，而繞行半徑R不變（M、N兩極板間的距離遠(yuǎn)小于R）。當(dāng)t=0時(shí)，質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子靜止在M板小孔處。

（1）求粒子繞行n圈回到M板時(shí)的動(dòng)能En；
（2）為使粒子始終保持在圓軌道上運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)必須周期性遞增，求粒子繞行第n圈時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；
（3）求粒子繞行n圈所需總時(shí)間tn。
（1） （2）（3）

試題分析：（1）粒子繞行一圈動(dòng)能的增量為，繞行n圈所獲得的總動(dòng)能（5分）
（2）因?yàn)?  洛倫茲力提供向心力  
可得                    （6分）
（3）粒子做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，每一圈所用時(shí)間為，由于每一圈速度不同，所以每一圈所需時(shí)間也不同
第一圈：        
第二圈：       
……
第n圈的速度          （4分）
故繞行n圈所需總時(shí)間
            （5分）
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

質(zhì)量的金屬小球從距水平面的光滑斜面上由靜止開始釋放，運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)無能量損耗，水平面的粗糙平面, 與半徑為的光滑的半圓形軌道BCD相切于B點(diǎn)，其中圓軌道在豎直平面內(nèi)， D為軌道的最高點(diǎn)，小球恰能通過最高點(diǎn)D, 完成以下要求（）

（1）小球運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)的速度為多大？
（2）小球從A運(yùn)動(dòng)到B時(shí)摩擦阻力所做的功
（3）小球從B點(diǎn)飛出后落點(diǎn)E與A相距多少米？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

帶電量為Q，質(zhì)量為m的原子核由靜止開始經(jīng)電壓為U1的電場(chǎng)加速后從中心進(jìn)入一個(gè)平行板電容器，進(jìn)入時(shí)速度和電容器中的場(chǎng)強(qiáng)方向垂直。已知：電容器的極板長(zhǎng)為L(zhǎng)，極板間距為d，兩極板的電壓為U2，重力不計(jì)，求：
（1）經(jīng)過加速電場(chǎng)后的速度；
（2）離開電容器電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)量。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（9分）如圖所示，在光滑的水平面上，質(zhì)量為4m、長(zhǎng)為L(zhǎng)的木板右端緊靠豎直墻壁，與墻壁不粘連。質(zhì)量為m的小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）以水平速度v0滑上木板左端，滑到木板右端時(shí)速度恰好為零。現(xiàn)小滑塊以水平速度：滑上木板左端，滑到木板右端時(shí)與豎直墻壁發(fā)生彈性碰撞，以原速率彈回，剛好能夠滑到木板左端而不從木板上落下，求的值。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（9分）如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)質(zhì)量為m的金屬棒ab自平行傾斜雙軌上高為h處自由滑下，經(jīng)光滑圓弧連接處進(jìn)滑入水平平行雙軌，水平雙軌處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，傾斜雙軌與水平雙軌間夾角為θ，在水平雙軌上擺放著另一質(zhì)量為m的金屬棒cd，若金屬棒光滑，水平雙軌很長(zhǎng)，兩金屬棒不可能相碰，且電阻均為R0（導(dǎo)軌電阻不計(jì)）。求：
（1）金屬棒ab在傾斜平行雙軌滑下時(shí)的加速度a；
（2）金屬棒ab剛滑入水平雙軌時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E；
（3）金屬棒ab剛滑入水平雙軌產(chǎn)生的電流I。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖為一勻強(qiáng)電場(chǎng)，某帶電粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)．在這一運(yùn)動(dòng)過程中克服重力做的功為2.0J，電場(chǎng)力做的功為1.5J．則下列說法正確的是
A．粒子帶負(fù)電
B．粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能比在B點(diǎn)少1.5J
C．粒子在A點(diǎn)的動(dòng)能比在B點(diǎn)多0.5J
D．粒子在A點(diǎn)的機(jī)械能比在B點(diǎn)少1.5J

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖，質(zhì)量為M、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的小車靜止在光滑的水平面上。質(zhì)量為m的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）放在小車的最左端，現(xiàn)用一水平恒力F作用在小物塊上，使小物塊從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。小物塊和小車之間的摩擦力為Ff，小物塊滑到小車的最右端時(shí)，小車運(yùn)動(dòng)的距離為x.在這個(gè)過程中，以下結(jié)論正確的是
A．小物塊到達(dá)小車最右端時(shí)具有的動(dòng)能為（F－Ff）（L＋x）
B．小物塊到達(dá)小車最右端時(shí)，小車具有的動(dòng)能為Ffx
C．小物塊克服摩擦力所做的功為Ff （L＋x）
D．小物塊和小車增加的機(jī)械能為F x

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，長(zhǎng)為1.8 m的輕質(zhì)細(xì)線一端固定于O點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量m="0.5" kg的小球．把小球拉到A點(diǎn)由靜止釋放，O、A在同一水平面上，B為小球運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)．忽略空氣阻力，取B點(diǎn)的重力勢(shì)能為零，重力加速度g="10" m/s2求：

(1)小球受到重力的大�。�
(2)小球在A點(diǎn)的重力勢(shì)能；
(3)小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度的大小．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

(12分)如圖長(zhǎng)為L(zhǎng)=1.5m的水平軌道AB和光滑圓弧軌道BC平滑相接，圓弧軌道半徑R=3m，圓心在B點(diǎn)正上方O處，弧BC所對(duì)的圓心角為=53O，具有動(dòng)力裝置的玩具小車質(zhì)量為m=1kg，從A點(diǎn)開始以恒定功率P=10w由靜止開始啟動(dòng)，運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)撤去動(dòng)力，小車?yán)^續(xù)沿圓弧軌道運(yùn)動(dòng)并沖出軌道。已知小車運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)軌道對(duì)小車的支持力為FB=26N，小車在軌道AB上運(yùn)動(dòng)過程所受阻力大小恒為f=0.1mg小車可以被看成質(zhì)點(diǎn)。取g=10m／s2，，sin53o=0.8，cos53o=0.6，求：

(1)動(dòng)力小車運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)的速度VB的大小；
(2)小車加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t;
(3)小車從BC弧形軌道沖出后能達(dá)到的最大離地高度。

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