题目内容
3.1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器,其核心部分如图 所示.匀强磁场垂直D 形盒底面,两盒分别与交流电源相连.则下列说法中正确的是( )A. | 加速器的半径越大,粒子射出时获得的动能越大 | |
B. | 粒子在磁场中运动的周期与交变电压的周期相同 | |
C. | 加速器中的电场和磁场都可以使带电粒子加速 | |
D. | 粒子获得的最大动能由交变电源的电压决定 |
分析 粒子在磁场中运动时,洛伦兹力提供向心力,满足qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$,运动周期T=$\frac{2πr}{v}$=$\frac{2πm}{Bq}$(电场中加速时间忽略不计).对公式进行简单推导后,便可解此题.
解答 解:A、由qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$得v=$\frac{qBr}{m}$,当r=R时,v最大,v=$\frac{qBR}{m}$,所以最大动能EK=$\frac{1}{2}$m$\frac{{q}^{2}{B}^{2}{R}^{2}}{{m}^{2}}$=$\frac{{q}^{2}{B}^{2}{R}^{2}}{2m}$,由此可知,加速器的半径越大,粒子射出时获得的动能越大,故A正确;
B、根据加速原理,当粒子在磁场中运动的周期与交变电压的周期同步时,才能处于加速状态,B正确;
C、加速器中的电场可以使带电粒子加速,而磁场使粒子偏转,故C错误;
D、由A选项分析:最大动能EK=$\frac{1}{2}$m$\frac{{q}^{2}{B}^{2}{R}^{2}}{{m}^{2}}$=$\frac{{q}^{2}{B}^{2}{R}^{2}}{2m}$,可知,获得的最大动能与交变电源的电压无关.故D错误;
故选:AB.
点评 理解回旋加速器工作原理,熟练运用相关公式,便可解出此题,特别注意加速获得的最大动能与电场的电压无关.
练习册系列答案
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14.根据如表提供的信息回答.(提示:表格中第3行“20”“30”表示速度,它们下面的数据表示制动距离.已知1km/h=$\frac{1}{3.6}$m/s)
国家对机动车运行安全技术标准之一
(1)从表中查出质量在4.5t至12t之间的汽车空载时,在20km/h下的制动距离为多少?通过计算求出制动加速度不得小于多少数值?
(2)从表中查出一辆总质量4.0t的轿车,以30km/h的速度满载行驶时的制动距离为多少?若以60km/h速度行驶,通过计算求出其满载制动距离允许值是多大?
国家对机动车运行安全技术标准之一
机动车的类型 | 各检验项目的速度限值v/(km•h--1) | |||
空载检验的制动距离x/m | 满载检验的制动距离x/m | |||
20 | 30 | 20 | 30 | |
总质量<4.5t | ≤6.5 | ≤7.0 | ||
4.5t≤总质量≤12t的汽车和无轨电车 | ≤3.8 | ≤8.0 | ||
总质量>12t的汽车和无轨电车 | ≤4.4 | ≤9.5 |
(2)从表中查出一辆总质量4.0t的轿车,以30km/h的速度满载行驶时的制动距离为多少?若以60km/h速度行驶,通过计算求出其满载制动距离允许值是多大?
18.入射球碰前的速度以及被碰后的速度可用其运动的水平位移来表示,在图中,M,N,P是小球的落点,下列说法中正确的是( )
A. | O′是被碰小球前其球心在纸上的垂直投影 | |
B. | O是碰撞瞬间入射小球的球心在纸上的垂直投影 | |
C. | 被碰球碰后的速度可用$\overline{O′N}$表示 | |
D. | 入射球碰前的速度可用$\overline{OM}$表示 |
15.电阻R1、R2、R3并联已知R1:R2:R3=1:2:7两端加上电压U,则通过三个电阻的电流之比I1:I2:I3等于( )
A. | 14:7:2 | B. | 2:7:14 | C. | 7:2:1 | D. | 1:2:7 |
5.如图甲所示是远距离输电的示意图,升压变压器和降压变压器都是理想变压器,升压变压器输入正弦交流电压如图乙所示,以下说法正确的是( )
A. | 降压变压器输入回路的电流大于输出回路的电流 | |
B. | 升压变压器输入电压的表达式是u1=500sinπtV | |
C. | 若将图乙的正弦交流电直接接在100Ω的电阻上,热功率为1250W | |
D. | 用户越多,降压变压器输出的电流越大,输电线路中电流越小,电阻r产生热量越小 |