在圖甲所示的裝置中，粒子源A產(chǎn)生的初速度為零、比荷為的正粒子沿軸線進(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)筒分別連接在圖乙所示的周期為T、最大值為U0的矩形波電源兩端，t=0時(shí)刻粒子進(jìn)入第一個(gè)電場(chǎng)加速，粒子在每個(gè)筒內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間等于T，在相鄰兩筒之間被電場(chǎng)加速（加速時(shí)間不計(jì)）。粒子離開(kāi)最后一個(gè)圓筒后垂直于豎直邊界OE進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最后從OF邊射出。（不計(jì)粒子所受重力）
(1)求粒子在第n個(gè)筒內(nèi)的速率及第n個(gè)筒的長(zhǎng)度；
(2)若有N個(gè)金屬筒，求粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑；
(3)若比荷為的粒子垂直于OF邊射出，要使比荷為的粒子也能垂直于OF邊從同一點(diǎn)S以相同速度射出，求 此時(shí)所加電源電壓最大值U'以及磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B'。
解：
(1)設(shè)粒子在第n個(gè)筒內(nèi)的速度為vn，根據(jù)動(dòng)能定理解得
設(shè)第n個(gè)筒的長(zhǎng)度為L(zhǎng)n，Ln=；
(2)設(shè)粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R，根據(jù)
有；
(3)要使比荷為的粒子加速后也獲得vN的速度，設(shè)比荷為的粒子的加速電壓為U'
則
解得
設(shè)比荷為的粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R'，要使比荷為的粒子在磁場(chǎng)中同樣在S點(diǎn)射出有
解得。
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

在圖甲所示的裝置中，K為一金屬板，A為金屬電極，都密封在真空的玻璃管中，W為由石英片封蓋的窗口，單色光可通過(guò)石英片射到金屬板K上，E為輸出電壓可調(diào)的直流電流，其負(fù)極與電極A相連，A是電流表，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)用某種頻率的單色光照射K時(shí)，K會(huì)發(fā)出電子（光電效應(yīng)），這時(shí)，即使A、K之間的電壓等于零，回路中也有電流．當(dāng)A的電勢(shì)低于K時(shí)，而且當(dāng)A比K的電勢(shì)低到某一值Uc時(shí)，電流消失，Uc稱為截止電壓，當(dāng)改變照射光的頻率ν，截止電壓Uc也將隨之改變，其關(guān)系如圖乙所示，如果某次實(shí)驗(yàn)我們測(cè)出了畫出這條圖線所需的一系列數(shù)據(jù)，又知道了電子電量，則（　　）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2007?南京二模）將力傳感器連接到計(jì)算機(jī)上就可以測(cè)量迅速變化的力的大小．在圖甲所示的裝置中，可視為質(zhì)點(diǎn)的小滑塊沿固定的光滑半球形容器內(nèi)壁在豎直平面的AB之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)，OA、OB與豎直方向之間的夾角相等且都為θ（θ＜10°）．某次實(shí)驗(yàn)，用力傳感器測(cè)得滑塊對(duì)器壁的壓力大小F隨時(shí)間t變化的曲線如圖乙所示，圖中t=0時(shí)，滑塊從A點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)．試根據(jù)力學(xué)規(guī)律和題中（包括圖中）所給出的信息．求：

（1）壓力大小F隨時(shí)間t變化的周期與小滑塊運(yùn)動(dòng)的周期之比；
（2）容器的半徑和小滑塊的質(zhì)量；
（3）小滑塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大動(dòng)能．
（g取10m/s2）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（15分）將力傳感器連接到計(jì)算機(jī)上就可以測(cè)量迅速變化的力的大小。在圖甲所示的裝置中，可視為質(zhì)點(diǎn)的小滑塊沿固定的光滑半球形容器內(nèi)壁在豎直平面的之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)，、與豎直方向之間的夾角相等且都為（<10°）。某次實(shí)驗(yàn)，用力傳感器測(cè)得滑塊對(duì)器壁的壓力大小隨時(shí)間變化的曲線如圖乙所示，圖中=0時(shí)，滑塊從點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。試根據(jù)力學(xué)規(guī)律和題中（包括圖中）所給出的信息。（取10m/s2）求：

（1）壓力大小隨時(shí)間變化的周期與小滑塊運(yùn)動(dòng)的周期之比；

（2）容器的半徑和小滑塊的質(zhì)量；

（3）小滑塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大動(dòng)能。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

將測(cè)力傳感器連接到計(jì)算機(jī)上就可以測(cè)量迅速變化的力的大小。在圖甲所示的裝置中，可視為質(zhì)點(diǎn)的小滑塊沿固定的光滑半球形容器內(nèi)壁在豎直平面的之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)，、與豎直方向之間的夾角相等且都為（<10°）。某次實(shí)驗(yàn)，用測(cè)力傳感器測(cè)得滑塊對(duì)器壁的壓力大小隨時(shí)間變化的曲線如圖乙所示，圖中=0時(shí)，滑塊從點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。試根據(jù)力學(xué)規(guī)律和題中（包括圖中）所給出的信息。求：

（1）壓力大小隨時(shí)間變化的周期與小滑塊運(yùn)動(dòng)的周期之比；

（2）容器的半徑和小滑塊的質(zhì)量；

（3）小滑塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大動(dòng)能。（取10m/s2）

圖甲                                 圖乙

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科目：高中物理 來(lái)源：2012屆江西省高二下學(xué)期期中考試物理試題 題型：選擇題

在圖甲所示的裝置中，K為一金屬板，A為金屬電極，都密封在真空的玻璃管中，W為由石英片封蓋的窗口，單色光可通過(guò)石英片射到金屬板K上，E為輸出電壓可調(diào)的直流電流，其負(fù)極與電極A相連，A是電流表，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)用某種頻率的單色光照射K時(shí)，K會(huì)發(fā)出電子（光電效應(yīng)），這時(shí)，即使A、K之間的電壓等于零，回路中也有電流．當(dāng)A的電勢(shì)低于K時(shí)，而且當(dāng)A比K的電勢(shì)低到某一值Uc時(shí)，電流消失，Uc稱為截止電壓，當(dāng)改變照射光的頻率，截止電壓Uc也將隨之改變，其關(guān)系如圖乙所示，如果某次實(shí)驗(yàn)我們測(cè)出了畫出這條圖線所需的一系列數(shù)據(jù)，又知道了電子電量，則

A.可得該金屬的極限頻率     B.可求得該金屬的逸出功

C.可求得普朗克常量         D.可求得電子的質(zhì)量                

 

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