如圖所示為一種獲得高能粒子的裝置.環(huán)行區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外、大小可調(diào)節(jié)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，質(zhì)量為m、電量為＋q的粒子在環(huán)中作半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng).A、B為兩塊中心開有小孔的極板.原來電勢(shì)都為零，每當(dāng)粒子飛經(jīng)A板時(shí)，A板電勢(shì)升高為＋U，B板電勢(shì)仍保持為零，粒子在兩板間電場(chǎng)中得到加速.每當(dāng)粒子離開B板時(shí)，A板電勢(shì)又降為零.粒子在電場(chǎng)一次次加速下動(dòng)能不斷增大，而繞行半徑不變.

⑴設(shè)t=0時(shí)粒子靜止在A板小孔處，在電場(chǎng)作用下加速，并繞行第一圈.求粒子繞行n圈回到A板時(shí)獲得的總動(dòng)能En

⑵為使粒子始終保持在半徑為R的圓軌道上運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)必須周期性遞增.求粒子繞行第n圈時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度Bn

⑶求粒子繞行n圈所需的總時(shí)間tn(粒子過A、B板間的時(shí)間忽略)

（1）nqU；（2）（3）

【解析】

試題分析：(1)粒子繞行一周電場(chǎng)力做功為W=qU，獲得的動(dòng)能為qU

繞行n圈回到A板時(shí)獲得的總動(dòng)能為En=nqU

(2)在第n圈時(shí)，又，可解得

(3)粒子運(yùn)動(dòng)的周期，

粒子繞行n圈所需的總時(shí)間為：

考點(diǎn)：帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng).

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：2014-2015學(xué)年重慶復(fù)旦中學(xué)高一上學(xué)期期中考試物理卷（解析版） 題型：選擇題

下列詩句描繪的情景中，含有以流水為參考系的是（ ）

A．人在橋上走，橋流水不流

B．飛流直下三千尺，疑是銀河落九天

C．白日依山盡，黃河入海流

D．孤帆遠(yuǎn)影碧空盡，唯見長(zhǎng)江天際流

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科目：高中物理 來源：2014-2015學(xué)年遼寧實(shí)驗(yàn)中學(xué)分校高一上期期末考試物理卷（解析版） 題型：選擇題

如圖所示，斜面與水平面夾角，在斜面上空A點(diǎn)水平拋出兩個(gè)小球a、b，初速度分別為va、vb，a球落在斜面上的N點(diǎn)，而AN恰好垂直于斜面，而b球恰好垂直打到斜面上M點(diǎn)，則（ ）

A．a(chǎn)、b兩球水平位移之比2va:vb

B．a(chǎn)、b兩球水平位移之比2va2 :vb2

C．a(chǎn)、b兩球下落的高度之比4va2 :vb2

D．a(chǎn)、b兩球下落的高度之比2va2 :vb2

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科目：高中物理 來源：2014-2015學(xué)年遼寧實(shí)驗(yàn)中學(xué)分校高二上期期末考試物理卷（解析版） 題型：選擇題

如圖所示，一導(dǎo)線彎成半徑為a的半圓形閉合回路。虛線MN右側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。方向垂直于回路所在的平面�；芈芬运俣葀向右勻速進(jìn)入磁場(chǎng)，直徑CD始終與MN垂直。從D點(diǎn)到達(dá)邊界開始到C點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)為止，下列結(jié)論正確的是 （ ）

A．感應(yīng)電流方向不變

B．CD段直線始終不受安培力

C．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值E＝Bav

D．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)平均值

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科目：高中物理 來源：2014-2015學(xué)年遼寧實(shí)驗(yàn)中學(xué)分校高二上期期末考試物理卷（解析版） 題型：選擇題

一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律圖象如圖甲所示。已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為5.0，則外接一只電阻為95.0的燈泡，如圖乙所示，則 （ ）

A.電壓表的示數(shù)為220v

B.電路中的電流方向每秒鐘改變50次

C.燈泡實(shí)際消耗的功率為484w

D.發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為24.2J

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科目：高中物理 來源：2014-2015學(xué)年遼寧沈陽二中高二上期12月月考物理卷（解析版） 題型：選擇題

兩個(gè)相同的半圓型光滑軌道分別豎直放在勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁場(chǎng)中，軌道兩端在同一高度上，兩個(gè)相同的帶正電的小球同時(shí)從兩軌道左端最高點(diǎn)由靜止釋放，M、N為軌道的最低點(diǎn)，以下說法正確的是（ ）

A.兩小球到達(dá)軌道最低點(diǎn)的速度vM＞vN

B.兩小球到達(dá)軌道最低點(diǎn)的速度vM＜vN

C.兩小球第1次到達(dá)軌道最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力NM>NN

D.在磁場(chǎng)中小球能到達(dá)軌道另一端最高點(diǎn),在電場(chǎng)中小球不能到達(dá)軌道另一端最高點(diǎn)

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通電螺線管置于水平放置的兩根光滑平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ之間，兩根金屬棒ab和cd放在導(dǎo)軌上，分別在螺線管的左右兩側(cè)．保持開關(guān)閉合，最初兩金屬棒處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向左滑動(dòng)時(shí)，ab和cd棒的運(yùn)動(dòng)情況是（ ）

A．a(chǎn)b向左，cd向右 B．a(chǎn)b向右，cd向左

C．a(chǎn)b、cd都向右運(yùn)動(dòng) D．a(chǎn)b、cd都不動(dòng)

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科目：高中物理 來源：2014-2015學(xué)年遼寧沈陽第二中學(xué)高一上期期末考試物理卷（解析版） 題型：選擇題

如圖所示，將一根不能伸長(zhǎng)、柔軟的輕繩兩端分別系于A、B兩點(diǎn)上，一物體用動(dòng)滑輪懸掛在繩子上，達(dá)到平衡時(shí)，兩段繩子間的夾角為θ1，繩子張力為F1；將繩子B端移至C點(diǎn)，待整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到平衡時(shí)，兩段繩子間的夾角為θ2，繩子張力為F2；將繩子B端移至D點(diǎn)，待整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到平衡時(shí)，兩段繩子間的夾角為θ3，繩子張力F3，不計(jì)摩擦，則 （ ）

A．θ1＝θ2＝θ3 B．θ1＜θ2＜θ3 C．F1＜F2＜F3 D．F1＝F2＜F3

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科目：高中物理 來源：2014-2015學(xué)年江西南昌八一中學(xué)三校高二1月聯(lián)考物理卷（解析版） 題型：計(jì)算題

如圖所示，M、N為兩塊帶等量異種電荷的平行金屬板，兩板間電壓可取從零到某一最大值之間的各種數(shù)值．靜止的帶電粒子帶電荷量為＋q，質(zhì)量為m(不計(jì)重力)，從點(diǎn)P經(jīng)電場(chǎng)加速后，從小孔Q進(jìn)入N板右側(cè)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向外，CD為磁場(chǎng)邊界上的一絕緣板，它與N板的夾角為θ＝45°，孔Q到板的下端C的距離為L(zhǎng)，當(dāng)M、N兩板間電壓取最大值時(shí)，粒子恰垂直打在CD板上，求：

(1)兩板間電壓的最大值Um；

(2)CD板上可能被粒子打中區(qū)域的長(zhǎng)度s；

(3)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間tm.

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