【題目】1930年勞倫斯提出回旋加速器理論并于1932年制成了世界上第一臺(tái)回旋加速器，其原理如圖所示。兩個(gè)靠得很近的D形金屬盒處在與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一氘核（）從加速器的某處由靜止開始加速。已知D型盒的半徑為R，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的最大磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，高頻交變電源的電壓為U、最大工作頻率為f，氘核的質(zhì)量為m、電荷量為q。不計(jì)粒子的重力，忽略粒子在電場(chǎng)中的加速時(shí)間，不考慮相對(duì)論效應(yīng)。下列說法正確的是

A.氘核從D形金屬盒的邊緣飛入，在電場(chǎng)中獲得能量，氘核的最大動(dòng)能由高頻交變電源的電壓U決定，并且隨電壓U增大而增加

B.高頻交變電源的頻率為f應(yīng)該等于，該裝置才能正常工作。若將氘核換成氦核（），必須相應(yīng)的改變交流電源的頻率，否則該裝置無法正常工作

C.氘核第1次加速和第2次加速后在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑之比為1:2

D.當(dāng)時(shí)，氘核的最大動(dòng)能為

【答案】D

【解析】

A．粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，由洛倫茲力提供向心力有

得

當(dāng)時(shí)，粒子的速度最大，即為

最大動(dòng)能為

所以粒子的最大動(dòng)能與電壓無關(guān)，故A錯(cuò)誤；

B．當(dāng)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的頻率與交流電的頻率相等時(shí)，裝置正常工作，即

故B錯(cuò)誤；

C．由動(dòng)能定理可得

粒子加速第1次的速度為

粒子加速第2次的速度為

由公式可知，半徑之比等于速度之比即為，故C錯(cuò)誤；

D．當(dāng)時(shí)，由公式可知，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的頻率小于最大工作頻率，即裝置能正常工作，所以粒子的最大動(dòng)能為

故D正確。

故選D。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在直角坐標(biāo)系xOy中，第二象限有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中未畫出），第一象限三角形OPM區(qū)域有如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)線與y軸的夾角、MP與x軸的夾角均為30°，已知P點(diǎn)的坐標(biāo)為（9l，0），在以O′為圓心的環(huán)狀區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，外圓與直線MP相切于P點(diǎn)，內(nèi)外圓的半徑分別為l和2l。一質(zhì)量為m，電荷量為q的正電粒子以速度v0由坐標(biāo)為（-l，0）的A點(diǎn)沿與y軸平行的方向射入第二象限勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)由坐標(biāo)為（0，）的B點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)恰由P點(diǎn)進(jìn)入環(huán)狀磁場(chǎng)區(qū)域，不計(jì)粒子重力，求：

（1）第二象限勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大��；

（2）勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大��；

（3）要使粒子在環(huán)狀磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，求環(huán)狀區(qū)域勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的取值范圍。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】有固定絕緣光滑擋板如圖所示，A、B為帶電小球（可以近似看成點(diǎn)電荷），當(dāng)用水平向左的力F作用于B時(shí)，A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)若稍改變F的大小，使B向左移動(dòng)一段小距離（不與擋板接觸），當(dāng)A、B重新處于平衡狀態(tài)時(shí)與之前相比（ ）

A.A、B間距離變小

B.水平推力力F減小

C.系統(tǒng)重力勢(shì)能增加

D.系統(tǒng)的電勢(shì)能將減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下：

A．待測(cè)電源（電動(dòng)勢(shì)約為8V、內(nèi)阻約為 2Ω）

B．電壓表V（量程3V，內(nèi)阻約為3kΩ）

C．電流表A（量程1A，內(nèi)阻約為0.1Ω）

D．電阻箱R（0~99999.9Ω）

E．滑動(dòng)變阻器（0~20Ω）

F．滑動(dòng)變阻器（0~100Ω）

G．開關(guān)、導(dǎo)線若干

（1）采用圖甲所示電路可以測(cè)量電壓表的內(nèi)阻RV。調(diào)節(jié)電阻箱R，使電壓表指針滿偏，此時(shí)電阻箱示數(shù)為R1；再調(diào)節(jié)電阻箱R，使電壓表指針指在滿刻度的一半處，此時(shí)電阻箱示數(shù)為R2。若電源的內(nèi)阻忽略不計(jì)，則電壓表內(nèi)阻RV=_______；實(shí)際上電源是有內(nèi)阻，如果考慮內(nèi)阻，則電壓表內(nèi)阻的測(cè)量值RV_______真實(shí)值（選填“大于”、“等于”、“小于”）。

（2）若測(cè)得電壓表內(nèi)阻RV=3010 Ω，當(dāng)電壓表串聯(lián)一阻值為_________Ω的電阻時(shí)，可將電壓表的量程變?yōu)?/span>9V。

（3）為測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖乙電路連接完整_______。實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇_______（選填“E”或“F”），并指出產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差的一個(gè)原因：______。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】為了將一電流表改裝成歐姆表，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的原理圖。實(shí)驗(yàn)中用到的器材如下：

A．電池：電動(dòng)勢(shì)E＝3.0V，內(nèi)阻r＝1.2Ω

B．電流表一個(gè)：量程為3mA，內(nèi)阻200Ω

C．電阻箱R：阻值范圍0～999.9Ω

（1）操作時(shí)，先歐姆調(diào)零將電阻箱的阻值R調(diào)至最大，并將紅、黑兩表筆短接，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，使電流表指針滿偏，則電阻箱阻值R＝________Ω。

（2）若將電流表示數(shù)范圍限制在1.0mA到2.0mA之間，則該歐姆表可測(cè)量的電阻范圍為________Ω。

（3）如果將定值電阻R0＝50Ω的電阻與電路圖中的電流表串聯(lián)，重新調(diào)零，該歐姆表的中值電阻為________Ω。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，平行板電容器上、下極板M、N分別帶等量異種電荷，板間正對(duì)區(qū)域形 成豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)。同時(shí)在兩極板間還存在著水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中未畫出）。緊貼著極板的右側(cè)有一擋板，上端P與上極板M等高，下端Q與下極板N等高。已知平行板電容器的極板長(zhǎng)度與板間距離相同均為L，勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。一電子從極板左側(cè)中央位置O，以平行于極板方向的初速度v0飛入平行板內(nèi)，剛好沿直線運(yùn)動(dòng)到與入射點(diǎn)等高的擋板的中點(diǎn)O′。若將板間的磁場(chǎng)撤去，電子僅在電場(chǎng)力作用下將剛好打在極板右上方的P點(diǎn)。不計(jì)重力。下列說法正確的是

A.上極板M帶正電

B.勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向外

C.該電子的初速度

D.若使電容器兩極板不帶電，并恢復(fù)原有的磁場(chǎng)，電子仍以原有的初速度從原位置飛入，則電子將打在下極板距右端Q為處

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】對(duì)下列物理公式的理解，其中正確的是 （ ）

A. 由可知，某點(diǎn)的電勢(shì)φ是由放入該點(diǎn)的點(diǎn)電荷所具有的電勢(shì)能EP和該電荷電量q所決定的

B. 由可知，導(dǎo)體的電阻R由它兩端的電壓U和它當(dāng)中通過的電流I決定

C. 由可知，點(diǎn)電荷Q在距其r處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度E由場(chǎng)源電荷Q和距場(chǎng)源電荷的距離r決定

D. 由可知，電容器的電容C由電容器所帶電荷量Q和兩極板間的電勢(shì)差U決定

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲,電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r的電源與R=6Ω的定值電阻、滑動(dòng)變阻器Rp、開關(guān)S組成串聯(lián)回路,已知滑動(dòng)變阻器消耗的功率P與其接入電路的有效阻值Rp的關(guān)系如圖乙,下列說法正確的是

A. 電源的電動(dòng)勢(shì)E=V,內(nèi)阻r=4Ω

B. 定值電阻R消耗的最大功率為0.96W

C. 圖乙中Rx=25Ω

D. 調(diào)整滑動(dòng)變阻器Rp的阻值可以得到該電源的最大輸出功率為1W

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，一長(zhǎng)直鐵芯上繞有固定線圈M，鐵芯右側(cè)懸掛一閉合金屬環(huán)N，金屬環(huán)與鐵芯共軸。將M接在如圖所示的電路中，其中R為滑動(dòng)變阻器，E1和E2為直流電源，S為單刀雙擲開關(guān)。

（1）請(qǐng)?zhí)顚懴铝胁僮髦薪饘侪h(huán)N的擺動(dòng)方向___________（選填“向左”、“向右”或“不動(dòng)”）。

操作

環(huán)N擺動(dòng)方向

在S斷開的情況下，S向a閉合的瞬間

①_________

在S斷開的情況下，S向b閉合的瞬間

②_________

在S已向a閉合的情況下，將R的滑動(dòng)頭向d端移動(dòng)時(shí)

③_________

在S已向b閉合的情況下，將R的滑動(dòng)頭向d端移動(dòng)時(shí)

④_________

在S已向a閉合的情況下，將R的滑動(dòng)頭向c端移動(dòng)時(shí)

⑤_________

在S已向b閉合的情況下，斷開S

⑥_________

（2）從上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中可以歸納出：使環(huán)N向右擺動(dòng)的操作引起的共同變化有（請(qǐng)寫出2個(gè)）______；_____。

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