如图所示为一种获得高能粒子的装置.环行区域内存在垂直纸面向外、大小可调节的匀强磁场,质量为m、电量为+q的粒子在环中作半径为R的圆周运动.A、B为两块中心开有小孔的极板.原来电势都为零,每当粒子飞经A板时,A板电势升高为+U,B板电势仍保持为零,粒子在两板间电场中得到加速.每当粒子离开B板时,A板电势又降为零.粒子在电场一次次加速下动能不断增大,而绕行半径不变.
⑴设t=0时粒子静止在A板小孔处,在电场作用下加速,并绕行第一圈.求粒子绕行n圈回到A板时获得的总动能En
⑵为使粒子始终保持在半径为R的圆轨道上运动,磁场必须周期性递增.求粒子绕行第n圈时的磁感应强度Bn
⑶求粒子绕行n圈所需的总时间tn(粒子过A、B板间的时间忽略)
高二物理计算题困难题
如图所示为一种获得高能粒子的装置.环行区域内存在垂直纸面向外、大小可调节的匀强磁场,质量为m、电量为+q的粒子在环中作半径为R的圆周运动.A、B为两块中心开有小孔的极板.原来电势都为零,每当粒子飞经A板时,A板电势升高为+U,B板电势仍保持为零,粒子在两板间电场中得到加速.每当粒子离开B板时,A板电势又降为零.粒子在电场一次次加速下动能不断增大,而绕行半径不变.
⑴设t=0时粒子静止在A板小孔处,在电场作用下加速,并绕行第一圈.求粒子绕行n圈回到A板时获得的总动能En
⑵为使粒子始终保持在半径为R的圆轨道上运动,磁场必须周期性递增.求粒子绕行第n圈时的磁感应强度Bn
⑶求粒子绕行n圈所需的总时间tn(粒子过A、B板间的时间忽略)
高二物理计算题困难题查看答案及解析
(12分)如图所示为一种获得高能粒子的装置,环形区域内存在垂直纸面向外、大小可调节的均匀磁场,质量为m,电量为+q的粒子在环中做半径为R的圆周运动.A、B为两块中心开有小孔的极板,原来电势都为零,每当粒子飞经A板时,A板电势升高为+U,B板电势仍保持为零,粒子在两极间电场中加速,每当粒子离开B板时,A板电势又降为零,粒子在电场一次次加速下动能不断增大,而绕行半径不变.
(1) 设t=0时,粒子静止在A板小孔处,在电场作用下加速,并绕行第一圈.求粒子绕行n圈回到A板时获得的总动能En.
(2) 为使粒子始终保持在半径为R的圆轨道上运动,磁场必须周期性递增.求粒子绕行第n圈时的磁感应强度B.
(3) 求粒子绕行n圈所需的总时间tn(设极板间距远小于R).
高二物理计算题简单题查看答案及解析
如图所示为一种获得高能粒子的装置,环形区域内存在垂直纸面向外、大小可调节的均匀磁场,质量为m、电荷量为+q的粒子在环中做半径为R的圆周运动,A、B为两块中心开有小孔的极板,原来两板间电压为零,每当粒子飞经A板时,两板间加电压U,粒子在两极板间的电场中加速,每当粒子离开B板时,两板间的电压又变为零,粒子在电场一次次加速下动能不断增大,而绕行半径不变,则( )
A.绕行n圈回到A板时获得的动能为(n-1)Uq
B.第一次绕行时磁感应强度与第二次绕行时磁感应强度大小之比为∶1
C.粒子在A、B之间第一次与第二次加速的时间之比为1∶
D.在粒子绕行的整个过程中,每一圈的周期不变
高二物理选择题中等难度题查看答案及解析
如图所示为一种获得高能粒子的装置,由光滑绝缘材料围成的环形区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的均匀磁场(环形区域的宽度非常小)。质量为m、电荷量为+q的粒子可在环中做半径为R的圆周运动。A、B为两块中心开有小孔的距离很近的极板,原来电势均为零,每当带电粒子经过A板准备进入AB之间时,A板电势升高为+U,B板电势仍保持为零,粒子在两板间的电场中得到加速。每当粒子离开B板时,A板电势又降为零。粒子在电场中一次次加速下动能不断增大,而在环形磁场中绕行半径R不变。(设极板间距远小于R)下列说法正确的是( )
A.粒子从A板小孔处由静止开始在电场力作用下加速,绕行N圈后回到A板时获得的总动能为NqU
B.粒子在绕行的整个过程中,每一圈的运动时间为
C.粒子获得的最大速度与加速次数无关,由R决定。
D.粒子绕行第N圈时所受向心力为
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如图所示为一种获得高能粒子的装置——环形加速器,环形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场。质量为m、电荷量为+q的粒子在环中做半径为R的圆周运动。A、B为两块中心开有小孔的极板,原来电势都为零,每当粒子飞经A板时,A板电势升高为+U,B板电势仍保持为零,粒子在两极板间的电场中加速。每当粒子离开电场区域时,A板电势又降为零,粒子在电场一次次加速下动能不断增大,而在环形区域内绕行半径不变(设极板间距远小于R)。下列关于环形加速器的说法中正确的是( )
A. 环形区域内的磁感应强度大小Bn与加速次数n之间的关系为=
B. 环形区域内的磁感应强度大小Bn与加速次数n之间的关系为
C. A、B板之间的电压可以始终保持不变
D. 粒子每次绕行一圈所需的时间tn与加速次数n之间的关系为=
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高二物理解答题中等难度题查看答案及解析
如图所示,在边长为a的正三角形区域内存在着方向垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一个质量为m、电量为+q的带电粒子(重力不计)从AB边的中点O以某一速度v进入磁场,粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与AB边的夹角为60°。若粒子能从AB边穿出磁场,且粒子在磁场中运动的过程中,到AB边有最大距离,则v的大小为( )
A. B. C. D.
高二物理单选题简单题查看答案及解析
如图所示,在边长为a的正三角形区域内存在着方向垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场.一个质量为m、电量为+q的带电粒子(重力不计)从AB边的中点O以某一速度v进入磁场,粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与AB边的夹角为60°.若粒子能从AB边穿出磁场,且粒子在磁场中运动的过程中,到AB边有最大距离则v的大小为( )
A. B C. D.
高二物理选择题简单题查看答案及解析
如图所示,在边长为a的正三角形区域内存在着方向垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一个质量为m、电量为+q的带电粒子(重力不计)从AB边的中点O以某一速度v进入磁场,粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与AB边的夹角为60°。若粒子能从AB边穿出磁场,且粒子在磁场中运动的过程中,到AB边有最大距离,则v的大小为( )
A. B. C. D.
高二物理单选题简单题查看答案及解析
如图所示为一种获得高能粒子的装置——环形加速器,环形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场.质量为m、电荷量为+q的粒子在环中做半径为R的圆周运动.A、B为两块中心开有小孔的极板,原来电势都为零,每当粒子飞经A板时,A板电势升高为+U,B板电势仍保持为零,粒子在两极板间的电场中加速.每当粒子离开电场区域时,A板电势又降为零,粒子在电场一次次加速下动能不断增大,而在环形区域内绕行半径不变(设极板间距远小于R).下列关于环形加速器的说法中正确的是( )
A.环形区域内的磁感应强度大小Bn与加速次数n之间的关系为=
B.环形区域内的磁感应强度大小Bn与加速次数n之间的关系为
C.A、B板之间的电压可以始终保持不变
D.粒子每次绕行一圈所需的时间tn与加速次数n之间的关系为=
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