题目内容
1.回旋加速器是用来加速带电粒子的装置,如图所示.它的核心部分是两个D形金属盒,两盒相距很近,分别和高频交流电源相连接,两盒间的窄缝中形成匀强电场,使带电粒子每次通过窄缝都得到加速.两盒放在匀强磁场中,磁场方向垂直于盒底面,带电粒子在磁场中做圆周运动,通过两盒间的窄缝时反复被加速,直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出.现要增大粒子射出时的动能,下列所采取的方法可行的是( )A. | 增大D形盒的半径 | B. | 减小磁场的磁感应强度 | ||
C. | 减小狭缝间的距离 | D. | 增大电场的加速电压 |
分析 回旋加速器中带电粒子在电场被加速,每通过电场,动能被增加一次;而在磁场里做匀速圆周运动,通过磁场时只改变粒子的运动方向,动能却不变.因此带电粒子在一次加速过程中,电场电压越大,动能增加越大.但从D形盒中射出的动能,除与每次增加的动能外,还与加速次数有关.所以加速电压越大,回旋次数越少,最大动能只由磁感应强度和D形金属盒的半径决定
解答 解:带电粒子从D形盒中射出时的动能 Ekm=$\frac{1}{2}$mvm2 (1)
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,则圆周半径 R=$\frac{m{v}_{m}}{qB}$ (2)
由(1)(2)可得Ekm=$\frac{{R}^{2}{q}^{2}{B}^{2}}{2m}$
显然,当带电粒子q、m一定的,则Ekm∝R2B2
即Ekm随磁场的磁感应强度B、D形金属盒的半径R的增大而增大,与加速电场的电压和狭缝距离无关,故A正确
故选:A
点评 本题回旋加速器考查电磁场的综合应用:在电场中始终被加速,在磁场中总是匀速圆周运动.所以容易让学生产生误解:增加射出的动能由加速电压与缝间决定.原因是带电粒子在电场中动能被增加,而在磁场中动能不变
练习册系列答案
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12.如图所示,一半径为R的光滑圆环,竖直放在水平向右、场强为E的匀强电场中,环上a、c是竖直直径的两端,b、d是水平直径的两端,质量为m的带电小球套在圆环上,并可沿环无摩擦滑动,已知小球自a点由静止释放,沿abc运动到d点时速度恰好为零,则( )
A. | 小球带正电 | |
B. | 小球所受重力大于带电小球所受的静电力 | |
C. | 小球在b点时的电势能最大 | |
D. | 小球在最低点c时圆环对小球的作用力为5mg |
16.对自由落体运动而言,全程前一半位移的平均速度v1和后一半位移的平均速度v2之比为( )
A. | v1:v2=1:2 | B. | v1:v2=2:1 | C. | v1:v2=1:($\sqrt{2}-1$) | D. | v1:v2=1:($\sqrt{2}+1$) |
6.小欢在实验室中利用各种仪器探索由电源和电阻组成的黑箱,如图甲所示.
I.为了探测黑箱,小欢进行了以下几步测量:
①用多用电表的电阻挡测量a、b间的电阻;
②用多用电表的电压挡测量a、b间的输出电压;
③用多用电表的电流挡测量a、b间的输出电流.
你认为以上测量中哪2项不妥:①③(填序号),理由是:①中不能用电阻挡直接测含源电路的电阻,③中可能会造成短路
II.含有电源的黑箱相当于一个等效电源(a、b是电源的两极),小欢想测定这个等效电源的电动势和内阻,设计了如图乙所示的测量电路,此电路同时能测出电阻R0的阻值.小欢将滑动变阻器的滑片移动到不同位置时,记录了三个电表的一系列示数.记录在下面两个表格中.
表格一
表格二
①在图丙的坐标纸中分别作出R0的U-I图象和等效电源的U-I图象;
②根据作出的图象可以求出定值电阻R0=2.0Ω,电源电动势E=1.5V,内电阻r=1.0Ω
③若实验中的所有操作和数据处理无错误,不考虑读数等偶然误差,实验中测得的定值电阻R0值大于实际值(横线上选填“大于、等于、小于”).
I.为了探测黑箱,小欢进行了以下几步测量:
①用多用电表的电阻挡测量a、b间的电阻;
②用多用电表的电压挡测量a、b间的输出电压;
③用多用电表的电流挡测量a、b间的输出电流.
你认为以上测量中哪2项不妥:①③(填序号),理由是:①中不能用电阻挡直接测含源电路的电阻,③中可能会造成短路
II.含有电源的黑箱相当于一个等效电源(a、b是电源的两极),小欢想测定这个等效电源的电动势和内阻,设计了如图乙所示的测量电路,此电路同时能测出电阻R0的阻值.小欢将滑动变阻器的滑片移动到不同位置时,记录了三个电表的一系列示数.记录在下面两个表格中.
表格一
电压表示数/V | 1.21 | 0.90 | 0.60 | 0.29 | 0.01 |
电流表示数/A | 0.10 | 0.20 | 0.30 | 0.40 | 0.50 |
电压表示数/V | 1.40 | 1.31 | 1.22 | 1.08 | 1.00 |
电流表示数/A | 0.10 | 0.20 | 0.30 | 0.40 | 0.50 |
②根据作出的图象可以求出定值电阻R0=2.0Ω,电源电动势E=1.5V,内电阻r=1.0Ω
③若实验中的所有操作和数据处理无错误,不考虑读数等偶然误差,实验中测得的定值电阻R0值大于实际值(横线上选填“大于、等于、小于”).
13.电子以初速度v0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中,(不计电子重力),则( )
A. | 磁场对电子的洛伦兹力始终不对电子做功 | |
B. | 磁场对电子的洛伦兹力大小、方向始终不变 | |
C. | 电子的加速度的大小始终不变 | |
D. | 电子速度始终不变 |
10.如图所示.一根通电直导线垂直放在磁感应强度大小为1T,方向水平向右的匀强磁场中.在以导线截面的中心为圆心、r为半径的圆周上有A、B、C、D四个点.已知A点的磁感应强度为0,则下列叙述正确的是( )
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11.下列关于电磁波的说法,不正确的是( )
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D. | 无线电波波动性很强,广泛用于通信、广播、导航等领域 |