1932年，勞倫斯和利文斯設(shè)計(jì)出了回旋加速器．回旋加速器的工作原理如圖所示，置于真空中的兩個(gè)D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時(shí)間可以忽略不計(jì)．磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與盒面垂直. 設(shè)兩D形盒之間所加的交流電壓為U，被加速的粒子質(zhì)量為m、電量為q,粒子從D形盒一側(cè)開始被加速（初動(dòng)能可以忽略），經(jīng)若干次加速后粒子從D形盒邊緣射出．


求：（1）粒子從靜止開始第1次經(jīng)過兩D形盒間狹縫加速后的速度大小
　 （2）粒子第一次進(jìn)入D型盒磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑
　 （3）粒子至少經(jīng)過多少次加速才能從回旋加速器D形盒射出
（1） （2）（3）

試題分析：（1）(5分)粒子在電場中被加速由動(dòng)能定理    …………4分
得: …………………………………………………………1分
（2）(5分)帶電粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)，洛侖茲力提供向心力，
由牛頓第二定律得：………………………………………3分
解得： ……………………………………………1分
代入數(shù)據(jù)得： …………………………………1分
（3）(6分)若粒子射出，則粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R,設(shè)此時(shí)速度為
由牛頓第二定律知 ，解得此時(shí)粒子的速度為  ……2分
此時(shí)粒子的動(dòng)能為代入數(shù)據(jù)得 ………………2分
粒子每經(jīng)過一次加速動(dòng)能增加qU，設(shè)經(jīng)過n次加速粒子射出，則 代入數(shù)據(jù)，解得： ………………………………2分
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

在光滑的絕緣水平面上，由兩個(gè)質(zhì)量均為m帶電量分別為＋q和－q的甲、乙兩個(gè)小球，在力F的作用下勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則甲、乙兩球之間的距離r為（　�。�
A．　　　B．C．D．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，汽車車廂頂部懸掛一個(gè)輕質(zhì)彈簧，彈簧下端拴一個(gè)質(zhì)量為m的小球，當(dāng)汽車以某一速度在水平地面上勻速行駛時(shí)彈簧長度為L1；當(dāng)汽車以同一速度勻速率通過一段路面為圓弧形凹形路面的最低點(diǎn)時(shí)，彈簧長度為L2，下列選項(xiàng)中正確的是（    ）
A．　　B．　C．D．前三種情況均有可能

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

若戰(zhàn)機(jī)從“遼寧艦”航母上起飛滑行的距離相同，牽引力相同，則起飛滑行的過程
A．?dāng)y帶彈藥越多，加速度越大
B．?dāng)y帶彈藥越多，滑行時(shí)間越長
C．?dāng)y帶燃油越多，獲得的起飛速度越大
D．?dāng)y帶燃油越多，牽引力做功越大

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，置于水平地面上的相同材料的質(zhì)量分別為m和m0的兩物體用細(xì)繩連接，在m0上施加一水平恒力F，使兩物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，對(duì)兩物體間細(xì)繩上的拉力，下列說法正確的是(    )
A．地面光滑時(shí)，繩子拉力大小等于
B．地面不光滑時(shí)，繩子拉力大小等于
C．地面不光滑時(shí)，繩子拉力大于
D．地面不光滑時(shí)，繩子拉力小于

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，質(zhì)量為mA=2kg的平板車A靜止在水平地面上，車長d =5m。物塊B靜止在平板車左端，在物塊B正前方某處。有一小球C，球C通過長l = 0.32m的細(xì)繩與固定點(diǎn)O相連，球C恰好與物塊B等高，且C始終不與平板車A接觸。在t = 0時(shí)刻，平板車A突然獲得水平初速度v0開始向左運(yùn)動(dòng)，后來某一時(shí)刻物塊B與球C發(fā)生彈性碰撞，碰后球C恰好能繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)。若B、C可視為質(zhì)點(diǎn)，mB=mC= 1kg，物塊B與平板車A、平板車A與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為µ=0.2，g取10m/s2，求：
（1）B、C碰撞瞬間，細(xì)繩拉力的大��？
（2）B、C碰撞前瞬間物塊B的速度大小。
（3）若B、C碰撞時(shí)，物塊B在平板車的中間位置，且t0=1.5s時(shí)平板車A的速度變?yōu)関1 =5m/s，則
物塊B是在加速階段還是減速階段與球C相碰撞？小車的初速度v0多大？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

（6分）某同學(xué)用圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證牛頓第二定律：
（1）通過實(shí)驗(yàn)得到如圖（b）所示的a—F圖象，造成這一結(jié)果的原因是：在平衡摩擦力時(shí)木板與水平桌面的傾角         （填“偏大”或“偏小”）。

（2）該同學(xué)在平衡摩擦力后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，為了便于探究、減小誤差，應(yīng)使小車質(zhì)量M與砝碼和盤的總質(zhì)量m滿足____               的條件
（3）該同學(xué)得到如圖（c）所示的紙帶。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz． A、B、C、D、E、F、G是紙帶上7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出。由此可算出小車的加速度a =        m/s2（保留兩位有效數(shù)字）。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

彈簧振子在光滑水平面上做簡諧運(yùn)動(dòng)，在振子向平衡位置運(yùn)動(dòng)的過程中(　　)．
A．振子所受的回復(fù)力逐漸增大
B．振子的位移逐漸增大
C．振子的速度逐漸減小
D．振子的加速度逐漸減小

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

2013年6月20日，在中國迄今最高“講臺(tái)”天宮一號(hào)上，女航天員王亞平向地面的千萬名師生進(jìn)行了太空授課。在演示如何在太空中測量物體質(zhì)量時(shí)，她讓“助教”聶海勝固定在儀器上，啟動(dòng)機(jī)械臂拉他由靜止開始向艙壁運(yùn)動(dòng)，假設(shè)儀器測出聶海勝受到機(jī)械臂的恒定拉力為F，經(jīng)時(shí)間t時(shí)．測速儀測出他運(yùn)動(dòng)的速率為v，則聶海勝的質(zhì)量為
A．B．C．D．

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