【題目】如圖所示,虛線框內(nèi)為某兩級串列加速器原理圖,abc為長方體加速管,加速管底面寬度為d,加速管的中部b處有很高的正電勢,a、c兩端均有電極接地(電勢為零),加速管出口c右側(cè)距離為d處放置一寬度為d的熒光屏.現(xiàn)讓大量速度很小(可認(rèn)為初速度為零)的負(fù)一價(jià)離子(電荷量為-e)從a端進(jìn)入,當(dāng)離子到達(dá)b處時(shí),可被設(shè)在b處的特殊裝置將其電子剝離,成為三價(jià)正離子(電荷量為+3e),而不改變其速度大小.這些三價(jià)正離子從c端飛出后進(jìn)入與其速度方向垂直的、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,其中沿加速管中軸線進(jìn)入的離子恰能打在熒光屏中心位置,離子質(zhì)量為m,不計(jì)離子重力及離子間相互作用力.

(1) 求離子在磁場中運(yùn)動(dòng)的速度v的大小.

(2) 求a、b兩處的電勢差U.

(3) 實(shí)際工作時(shí),磁感應(yīng)強(qiáng)度可能會與設(shè)計(jì)值B有一定偏差,若進(jìn)入加速器的離子總數(shù)為N,則磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.9B時(shí)有多少離子能打在熒光屏上?

【答案】

【解析】（1）三價(jià)正離子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r=d

，， ；

（2）ac過程，由動(dòng)能定理得：

解得：

（3）磁感應(yīng)強(qiáng)度為B時(shí)，半徑等于d，所有粒子全部打在熒光屏上；

磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.9B時(shí)，半徑等于

打在熒光屏外的離子數(shù)為

打在熒光屏上的離子數(shù)為。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，真空室中電極K發(fā)出的電子(初速不計(jì)）經(jīng)過電勢差為U1的加速電場加速后，沿兩水平金屬板C、D間的中心線射入兩板間的偏轉(zhuǎn)電場，最后打在熒光屏上。C D兩板間的電勢差Ucd隨時(shí)間變化如圖乙所示，設(shè)C、D間的電場可看作是勻強(qiáng)電場，且兩板外無電場。已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為e(重力不計(jì))，C D極板長為，板間距離為d,偏轉(zhuǎn)電壓U2 ，熒光屏距C、D右端距離為，所有電子都能通過偏轉(zhuǎn)電極。求：

（1）電子通過偏轉(zhuǎn)電場的時(shí)間t0

（2）若Ucd的周期T= t0,熒光屏上電子能夠到達(dá)的區(qū)域的長度

（3）若Ucd的周期T= 2t0,到達(dá)熒光屏上O點(diǎn)的電子的動(dòng)能

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，A、B球的質(zhì)量相等，彈簧的質(zhì)量不計(jì)，傾角為θ的斜面光滑，系統(tǒng)靜止時(shí)，彈簧與細(xì)線均平行于斜面，在細(xì)線被燒斷的瞬間，下列說法正確的是

A. 兩個(gè)小球的瞬時(shí)加速度均沿斜面向下，大小均為gsinθ

B. A球的瞬時(shí)加速度沿斜面向下，大小為2gsinθ

C. B球的瞬時(shí)加速度沿斜面向下，小于gsinθ

D. 彈簧有收縮的趨勢，B球的瞬時(shí)加速度向上，A球的瞬時(shí)加速度向下，瞬時(shí)加速度都不為零

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】關(guān)于下列四幅圖中所涉及晶體微觀結(jié)構(gòu)及其解釋的論述中，不正確的是

A. 甲圖中，晶體中沿不同的方向上微粒排列的情況不同，故晶體在不同的方向上會表現(xiàn)出不同的物理性質(zhì)

B. 乙圖為金剛石中碳原子形成一種緊密結(jié)構(gòu)，相互之間作用力很強(qiáng)，所以金剛石十分堅(jiān)硬，可制造玻璃刀和鉆頭

C. 丙圖為食鹽晶體的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，晶體的許多特性都與點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)有關(guān)

D. 丁圖為液晶分子的排列示意圖，液晶分子的排列會因溫度、壓強(qiáng)、摩擦等外界條件的微小變動(dòng)而發(fā)生變化，由此引起液晶光學(xué)性質(zhì)的改變

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】物理學(xué)的基本原理在生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應(yīng)用，下面列舉的四種電器中，利用了電磁感應(yīng)的是

A.電飯煲 B．微波爐 C．電磁爐 D．白熾燈泡

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖軌道是由一直軌道和一半圓軌道組成，一個(gè)小滑塊從距軌道最低點(diǎn)B為h的A處由靜止開始運(yùn)動(dòng)，滑塊質(zhì)量為m，不計(jì)一切摩擦．則（ ）

A. 若滑塊能通過圓軌道最高點(diǎn)D，h最小為2.5R

B. 若h=2R，當(dāng)滑塊到達(dá)與圓心等高的C點(diǎn)時(shí)，對軌道的壓力為3mg

C. 若h=2R，滑塊會從C、D之間的某個(gè)位置離開圓軌道做斜拋運(yùn)動(dòng)

D. 若要使滑塊能返回到A點(diǎn)，則h≤R

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】小王同學(xué)用如圖（1）所示電路測干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻。多次改變電路中的外電阻R，得到如圖（2）所示U-I圖線。

（1）由圖（2）可得干電池的電動(dòng)勢為_________V，干電池的內(nèi)電阻為_________Ω；

（2）現(xiàn)有一小燈泡，其U-I特性曲線如圖（3）所示，當(dāng)通過小燈泡的電流為0.2A時(shí)，小燈泡的電阻為______Ω；若將此小燈泡接在上述干電池兩端，小燈泡的實(shí)際功率是_______W。

（3）做完以上實(shí)驗(yàn)后，小王同學(xué)圖（4）電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過電流傳感器測量不同阻值下的電流，畫出R1/I圖線也可以求得電源的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻。請寫出小王同學(xué)所作圖象的函數(shù)關(guān)系式__________________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】民間常用“拔火罐”來治療某些疾病，方法是將點(diǎn)燃的紙片放入一個(gè)小罐內(nèi)，當(dāng)紙片燃燒完時(shí)，迅速將火罐開口端緊壓在皮膚上，火罐就會緊緊地被“吸”在皮膚上。其原因是，當(dāng)火罐內(nèi)的氣體

A．溫度不變時(shí)，體積減小，壓強(qiáng)增大 B．體積不變時(shí)，溫度降低，壓強(qiáng)減小

C．壓強(qiáng)不變時(shí)，溫度降低，體積減小 D．質(zhì)量不變時(shí)，壓強(qiáng)增大，體積減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一足夠長的光滑平行金屬軌道，軌道平面與水平面成θ角，上端與一電阻R相連，處于方向垂直軌道平面向上的勻強(qiáng)磁場中.質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿ab，從高為h處由靜止釋放，下滑一段時(shí)間后，金屬桿開始以速度v勻速運(yùn)動(dòng)直到軌道的底端.金屬桿始終保持與軌道垂直且接觸良好，軌道的電阻及空氣阻力均可忽略不計(jì)，重力加速度為g.則(　　)

A. 金屬桿加速運(yùn)動(dòng)過程中的平均速度為

B. 金屬桿加速運(yùn)動(dòng)過程中克服安培力做功的功率大于勻速運(yùn)動(dòng)過程中克服安培力做功的功率

C. 當(dāng)金屬桿的速度為時(shí)，它的加速度大小為

D. 整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中電阻R和金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱為mgh－

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