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(12分)如图14所示,回旋加速器D形盒的半径为R,用来加速质量为m、电荷量为q...

(12分)如图14所示,回旋加速器D形盒的半径为R,用来加速质量为m、电荷量为q的质子,使质子由静止加速到能量为E后,由A孔射出,求:

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(1)加速器中匀强磁场B的方向和大小;

(2)设两D形盒间距为d,其间电压为U,电场视为匀强电场,质子每次经电

场加速后能量增加,加速到上述能量所需回旋周数;

(3)加速到上述能量所需时间.

 

(1) 方向垂直于纸面向里 (2) (3) 【解析】(1)带电粒子在磁场中做匀圆周运动,由Bqv=得,v=,又E=mv2= m()2, 所以B=,方向垂直于纸面向里. (2)带电粒子每经过一个周期被电场加速二次,能量增加2qU,则:E=2qUn,n=. (3)可以忽略带电粒子在电场中运动的时间,又带电粒子在磁场中运行周期T=,所 以 t总=nT=×==.
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考点分析:
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带电粒子以速度v沿CB方向射入一横截面为正方形的区域.C、B均为该正方形两边的中点,如图13所示,不计粒子的重力.当区域内有竖直方向的匀强电场E时,粒子从A点飞出,所用时间为t1;当区域内有垂直于纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场时,粒子也从A点飞出,所用时间为t2,下列说法正确的是(  )

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A.t1<t2                B.t1>t2                                                          

C. 6ec8aac122bd4f6e6ec8aac122bd4f6ev               D. 6ec8aac122bd4f6e6ec8aac122bd4f6ev

 

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一电子以与磁场垂直的速度v从P处沿PQ方向进入长为d、宽为h的匀强磁场区域,从N点射出,如图12所示,若电子质量为m,电荷量为e,磁感应强度为B,则       (   )

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A.h=d

B.电子在磁场中运动的时间为6ec8aac122bd4f6e

C.电子在磁场中运动的时间为6ec8aac122bd4f6e

D.洛伦兹力对电子不做功

 

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如图11所示,在平面直角坐标系中有一个垂直于纸面向里的圆形匀强磁场,其边界过原点O和y轴上的点a(0,L).一质量为m、电荷量为e的电子从a点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁场,并从x轴上的b点射出磁场,此时速度方向与x轴正方向的夹角为60°.下列说法中正确的是         (  )   

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A.电子在磁场中运动的时间为6ec8aac122bd4f6e

B.电子在磁场中运动的时间为6ec8aac122bd4f6e

C.磁场区域的圆心坐标(6ec8aac122bd4f6e6ec8aac122bd4f6e)

D.电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为(0,-2L)

 

 

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两根通电的长直导线平行放置,电流分别为I1和I2,电流的方向如图10所示,在与导线垂直的平面上有a、b、c、d四点,其中a、b在导线横截面连线的延长线上,c、d在导线横截面连线的垂直平分线上.则导线中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度可能为零的是(  )

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A.a点         B.b点                                    

C.c点                  D.d点

 

 

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带电粒子进入云室会使云室中的气体电离,从而显示其运动轨迹.图9所示是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨迹,a和b是轨迹上的两点,匀强磁场B垂直于纸面向里.该粒子在运动时,其质量和电荷量不变,而动能逐渐减少,下列说法正确的是(  )

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A.粒子先经过a点,再经过b点                                      

B.粒子先经过b点,再经过a点

C.粒子带负电

D.粒子带正电

 

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