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        1. (4)當(dāng)b在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí).得 1分 查看更多

           

          題目列表(包括答案和解析)

          (08年江蘇卷)(16分)在場(chǎng)強(qiáng)為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,一質(zhì)量為m、帶正電q的小球在O靜止釋放,小球的運(yùn)動(dòng)曲線如圖所示。已知此曲線在最低點(diǎn)的曲率半徑為該點(diǎn)到z軸距離的2倍,重力加速度為g。求:

          (1)小球運(yùn)動(dòng)到任意位置P(x,y)的速率

          (2)小球在運(yùn)動(dòng)過程中第一次下降的最大距離ym。

          (3)當(dāng)在上述磁場(chǎng)中加一豎直向上場(chǎng)強(qiáng)為E()的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí),小球從O靜止釋放后獲得的最大速率。

           

           

           

           

           

           

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          如圖甲所示,一寬度為L(zhǎng)且足夠長(zhǎng)的光滑“匚”形金屬導(dǎo)軌水平放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向豎直向下,“匚”形金屬導(dǎo)軌上連接一阻值為R的電阻.一質(zhì)量為m長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒,剛好橫跨在導(dǎo)軌上.現(xiàn)導(dǎo)體棒在水平恒力F作用下從靜止開始向右運(yùn)動(dòng),當(dāng)棒獲得某一最大速度時(shí)立即撤掉水平恒力F.設(shè)導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌接觸并且不分離,導(dǎo)軌和金屬桿的電阻不計(jì).
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          (1)求出棒的加速度a和速度v的關(guān)系式,并分析棒的運(yùn)動(dòng)情況.
          (2)當(dāng)撤掉水平恒力F后,求系統(tǒng)產(chǎn)生的電能.
          (3)在圖乙上畫出棒的a-v圖線.(要求標(biāo)上有關(guān)坐標(biāo))

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          如圖甲所示,,一寬度為L(zhǎng)且足夠長(zhǎng)的光滑“匚”形金屬導(dǎo)軌水平放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向豎直向下,“匚”形金屬導(dǎo)軌上連接一阻值為R的電阻。一質(zhì)量為m長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒,剛好橫跨在導(dǎo)軌上,F(xiàn)導(dǎo)體棒在水平恒力F作用下從靜止開始向右運(yùn)動(dòng),當(dāng)棒獲得某一最大速度時(shí)立即撤掉水平恒力F。設(shè)導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌接觸并且不分離,導(dǎo)軌和金屬桿的電阻不計(jì)。

          (1)求出棒的加速度a和速度v的關(guān)系式,并分析棒的運(yùn)動(dòng)情況。

          (2)當(dāng)撤掉水平恒力F后,求系統(tǒng)產(chǎn)生的電能。

          (3)在圖乙上畫出棒的a-v圖線。(要求標(biāo)上有關(guān)坐標(biāo))

               圖甲                           

                                         圖乙

                     

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          在高能物理研究中,粒子加速器起著重要作用,而早期的加速器只能使帶電粒子在高壓電場(chǎng)中加速一次,因而粒子所能達(dá)到的能量受到高壓技術(shù)的限制。1930年,Earnest O. Lawrence提出了回旋加速器的理論,他設(shè)想用磁場(chǎng)使帶電粒子沿圓弧形軌道旋轉(zhuǎn),多次反復(fù)地通過高頻加速電場(chǎng),直至達(dá)到高能量。圖甲為Earnest O. Lawrence設(shè)計(jì)的回旋加速器的示意圖。它由兩個(gè)鋁制D型金屬扁盒組成,兩個(gè)D形盒正中間開有一條狹縫;兩個(gè)D型盒處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中并接有高頻交變電壓。圖乙為俯視圖,在D型盒上半面中心S處有一正離子源,它發(fā)出的正離子,經(jīng)狹縫電壓加速后,進(jìn)入D型盒中。在磁場(chǎng)力的作用下運(yùn)動(dòng)半周,再經(jīng)狹縫電壓加速;為保證粒子每次經(jīng)過狹縫都被加速,應(yīng)設(shè)法使交變電壓的周期與粒子在狹縫及磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期一致。如此周而復(fù)始,最后到達(dá)D型盒的邊緣,獲得最大速度后被束流提取裝置提取出。已知正離子的電荷量為q,質(zhì)量為m,加速時(shí)電極間電壓大小恒為U,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,D型盒的半徑為R,狹縫之間的距離為d。設(shè)正離子從離子源出發(fā)時(shí)的初速度為零。
          (1)試計(jì)算上述正離子從離子源出發(fā)被第一次加速后進(jìn)入下半盒中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑;
          (2)盡管粒子在狹縫中每次加速的時(shí)間很短但也不可忽略。試計(jì)算上述正離子在某次加速過程當(dāng)中從離開離子源到被第n次加速結(jié)束時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間;
          (3)不考慮相對(duì)論效應(yīng),試分析要提高某一離子被半徑為R的回旋加速器加速后的最大動(dòng)能可采用的措施。

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          在高能物理研究中,粒子加速器起著重要作用,而早期的加速器只能使帶電粒子在高壓電場(chǎng)中加速一次,因而粒子所能達(dá)到的能量受到高壓技術(shù)的限制.1930年,Earnest O.Lawrence提出了回旋加速器的理論,他設(shè)想用磁場(chǎng)使帶電粒子沿圓弧形軌道旋轉(zhuǎn),多次反復(fù)地通過高頻加速電場(chǎng),直至達(dá)到高能量.圖甲為Earnest O.Lawrence設(shè)計(jì)的回旋加速器的示意圖.它由兩個(gè)鋁制D型金屬扁盒組成,兩個(gè)D形盒正中間開有一條狹縫;兩個(gè)D型盒處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中并接有高頻交變電壓.圖乙為俯視圖,在D型盒上半面中心S處有一正離子源,它發(fā)出的正離子,經(jīng)狹縫電壓加速后,進(jìn)入D型盒中.在磁場(chǎng)力的作用下運(yùn)動(dòng)半周,再經(jīng)狹縫電壓加速;為保證粒子每次經(jīng)過狹縫都被加速,應(yīng)設(shè)法使交變電壓的周期與粒子在狹縫及磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期一致.如此周而復(fù)始,最后到達(dá)D型盒的邊緣,獲得最大速度后被束流提取裝置提取出.已知正離子的電荷量為q,質(zhì)量為m,加速時(shí)電極間電壓大小恒為U,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,D型盒的半徑為R,狹縫之間的距離為d.設(shè)正離子從離子源出發(fā)時(shí)的初速度為零.
          (1)試計(jì)算上述正離子從離子源出發(fā)被第一次加速后進(jìn)入下半盒中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑;
          (2)盡管粒子在狹縫中每次加速的時(shí)間很短但也不可忽略.試計(jì)算上述正離子在某次加速過程當(dāng)中從離開離子源到被第n次加速結(jié)束時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間;
          (3)不考慮相對(duì)論效應(yīng),試分析要提高某一離子被半徑為R的回旋加速器加速后的最大動(dòng)能可采用的措施.

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