题目内容

【题目】如图a所示为一线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流的u-t图像,假设将此电压加在图b所示的回旋加速器上给氘核加速,已知氘核的质量为3.3×10-27kg,下列说法正确的是(  )

A.该交流电电压的有效值为2000kV

B.t=0.5×10-7s时,穿过线圈的磁通量最大

C.氘核在回旋加速器中运动的周期为1.0×10-7s

D.加在回旋加速器上的匀强磁场的磁感应强度大小约为1.3T

【答案】BCD

【解析】

A.由图可知该交流电电压的最大值是2000kV,有效值为

选项A错误;

Bt=0.5×10-7s时,线圈在中性面位置,穿过线圈的磁通量最大,选项B正确;

C.氘核在回旋加速器中运动的周期与交流电电压的周期T相同为1.0×10-7s,选项C正确;

D.氘核在匀强磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律有

氘核运动的周期为

式中q=1.6×10-19Cm=3.3×10-27kg

欲使氘核能不断加速,必须满足

T=T

解得

选项D正确。

故选BCD

练习册系列答案
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【题目】用如图所示装置验证机械能守恒定律。

(1)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含夹子)、电磁打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还需要使用的一组器材是____________

A.直流电源、天平(含砝码)

B.直流电源、刻度尺

C.交流电源、天平(含砝码)

D.交流电源、刻度尺

(2)实验中,先接通电源,再释放重物,得到如图所示的一条纸带。在纸带上选取连续打出的5个点ABCDE,测得CDE三个点到起始点O的距离分别为hChDhE。已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m,则从打下O点到打下D点的过程中,重物的重力势能减少量为___________,动能增加量为____________。(用上述测量量和已知量的符号表示)

(3)对于上述实验,有的同学提出研究的运动过程的起点必须选择在O点,你同意这种看法吗?如果同意请你说明理由;如果不同意,请你给出当起点不在O点时,实验中验证机械能守恒的方法__________

(4)机械能包括动能、重力势能和弹性势能,为了在三种能量相互转化的情况下再次验证机械能守恒定律,实验小组设计了如图所示的实验装置。力传感器一端固定在铁架台的横梁上,另一端与轻弹簧相连,轻弹簧下端悬挂着下表面水平的重物,在重物正下方放置着上表面水平的运动传感器,两个传感器再通过数据采集器和电脑相连(图未画出)。实验过程中保持铁架台固定,弹簧始终在弹性限度内,重物只在竖直方向上下运动,没有转动。他们首先用天平测得重物的质量为m,然后:

①用运动传感器实时记录重物的速度继而得到重物的动能Ek

②选择运动传感器的上表面所在位置为重力势能零点,用运动传感器实时记录重物下表面与运动传感器上表面的距离,继而得到重物的重力势能Ep

③将弹簧原长时重物下表面到运动传感器上表面间的距离,与物体运动过程中这两个表面间的实时距离之差作为弹簧形变量,结合力传感器测得的弹力大小F,通过计算得到了弹簧在每个时刻的弹性势能E

分析上述三种能量之和E随时间的变化情况,如果在误差允许的范围内,E随时间保持不变,则可认为重物(包括地球)和弹簧组成的系统机械能守恒。

已知实验得到的F-t图像如图所示,则如图所示的图像中可能正确的是_______

A. B.

C. D.

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