【題目】回旋加速器是加速帶電粒子的常用儀器，其結構示意圖如圖甲所示，其中置于高真空中的金屬D形盒的半徑為R，兩盒間距極小，在左側D形盒圓心處放有粒子源S，勻強磁場的磁感應強度為B，方向如圖乙所示(俯視)．設帶電粒子質量為m，電荷量為＋q，該粒子從粒子源S進入加速電場時的初速度不計，兩金屬盒狹縫處加高頻交變電壓，加速電壓大小U可視為不變，粒子重力不計，粒子在電場中的加速次數(shù)等于回旋半周的次數(shù)，求：

(1)粒子在回旋加速器中經(jīng)過第一次加速可以達到的速度和第一次在磁場中的回旋半徑；

(2)粒子在第n次通過狹縫前后的半徑之比；

(3)粒子若能從上側邊緣的引出裝置處導出，則R與U、B、n之間應滿足什么條件？

【答案】(1) ； ；(2) (3) ＝

【解析】(1)粒子在加速電場中做勻加速運動，在磁場中做勻速圓周運動，

根據(jù)Uq＝

v1＝

根據(jù)

(2)根據(jù)nUq＝

vn＝

根據(jù)

粒子在第n次通過狹縫前后的半徑之比為

(3)根據(jù)

nUq＝

知vm＝.

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】電荷量分別為q和－q的兩個帶電粒子分別以速度va和vb射入勻強磁場，兩粒子的入射方向與磁場邊界的夾角分別為30°和60°，磁場寬度為d，兩粒子同時由A點出發(fā)，同時到達B點，如圖所示，則（ ）

A．a粒子帶負電，b粒子帶正電

B．兩粒子的軌道半徑之比ra∶rb＝∶1

C．兩粒子的速度之比va∶vb＝1∶2

D．兩粒子的質量之比ma∶mb＝1∶2

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一個有一定厚度的圓盤，可以繞通過中心垂直于盤面的水平軸轉動，用下面的方法測量它勻速轉動時的角速度．

實驗器材：電磁打點計時器、米尺、紙帶、復寫紙片．

實驗步驟：

（1）如圖1所示，將電磁打點計時器固定在桌面上，將紙帶的一端穿過打點計時器的限位孔后．固定在待測圓盤的側面上，使得圓盤轉動時，紙帶可以卷在圓盤側面上．

（2）啟動控制裝置使圓盤轉動，同時接通電源，打點計時器開始打點．

（3）經(jīng)過一段時間，停止轉動和打點，取下紙帶，進行測量．

①由已知量和測得量表示的角速度的表達式為ω=_______ 式中各量的意義是：_______

②某次實驗測得圓盤半徑r=5.50×10﹣2m，得到的紙帶的一段如圖2所示，求得角速度為_______．（保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一帶電粒子在電場中僅在電場力作用下，從A點運動到B點，速度隨時間變化的圖象如圖所示（速度-時間圖像中tAtB段是一條曲線不是直線），tA、tB分別是帶電粒子到達A、B兩點時對應的時刻，則下列說法中正確的有

A. A點的電勢一定高于B點的電勢

B. 帶電粒子在A點的電勢能一定大于在B點的電勢能

C. 帶電粒子一定帶正電

D. 電場可能是勻強電場

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在平面直角坐標系中有一個垂直于紙面向里的圓形勻強磁場，其邊界過原點O和y軸上的點a(0，L)．一質量為m、電荷量為e的電子從a點以初速度v0平行于x軸正方向射入磁場，并從x軸上的b點射出磁場，此時速度方向與x軸正方向的夾角為60°。下列說法中正確的是：

A. 電子在磁場中運動的時間為

B. 電子在磁場中運動的時間為

C. 磁場區(qū)域的圓心坐標

D. 電子在磁場中做圓周運動的圓心坐標為(0，－2L)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，直線MN上方有垂直紙面向里的勻強磁場，有兩個相同的粒子1和2（不計重力），粒子1從磁場邊界上的a點垂直MN和磁場方向射入磁場，經(jīng)t1時間從b點離開磁場。之后粒子2也由a點沿圖示方向以相同速率垂直磁場方向射入磁場，經(jīng)t2時間從a．b連線的中點c離開磁場， 則下述正確的是(　　)

A. 兩粒子均帶正電

B. 兩粒子均帶負電

C. t1:t2= 3:2

D. t1:t2= 3:1

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲，一帶電物塊無初速度地放上皮帶輪底端，皮帶輪以恒定大小的速率沿順時針傳動，該裝置處于垂直紙面向里的勻強磁場中，物塊由底端E運動至皮帶輪頂端F的過程中，其v-t圖像如圖乙所示，物塊全程運動的時間為4．5 s，關于帶電物塊及運動過程的說法正確的是

A. 該物塊帶負電

B. 皮帶輪的傳動速度大小一定為lm／s

C. 若已知皮帶的長度，可求出該過程中物塊與皮帶發(fā)生的相對位移

D. 在2s～4．5s內(nèi)，物塊與皮帶仍可能有相對運動

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一圓筒的橫截面如圖所示，圓心為O、半徑為R，在筒上有兩個小孔M，N且M、O、N在同一水平線上。圓筒所在區(qū)域有垂直于圓筒截面的勻強磁場，磁感應強度大小為B，在圓筒左側有一個加速電場．一個質量為m、電荷量為q的帶正電粒子，由靜止經(jīng)電場加速后從M孔沿MO方向射入圓筒．已知粒子與圓筒碰撞時電荷量保持不變，碰撞后速度大小不變，方向與碰撞前相反，不計粒子重力。

(1)若加速電壓為U0，要使粒子沿直線MN運動，需在圓筒內(nèi)部空間加一勻強電場，求所加電場的電場強度大小E；

(2)若帶電粒子與圓筒碰撞三次后從小孔N處射出，求粒子在圓筒中運動時間t；

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一定質量的理想氣體，由狀態(tài)A沿直線AB過程變化到狀態(tài)B，再由B沿直線BC過程變化到狀態(tài)C，然后由C沿直線CA過程變化到狀態(tài)A，在此循環(huán)過程中，下列說法正確的是

A. 在AB過程中，氣體分子的平均速率先增大后減小

B. 在AB過程中，氣體對外做的功大于氣體吸收的熱量

C. 在BC過程中，氣體的內(nèi)能增大

D. 在CA過程中，氣體對外不做功

E. 經(jīng)過ABCA一個循環(huán)過程，氣體對外做的功等于從外界吸收的熱量

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