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来自质子源的质子(初速度为零),经一加速电压为800 kV的直线加速器加速,形成...

来自质子源的质子(初速度为零),经一加速电压为800 kV的直线加速器加速,形成电流为1 mA的细柱形质子流.

(1)已知质子电荷量e=1.60×10-19 C,这束质子流每秒打到靶上的质子数为多少?

(2)假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的,在质子束中与质子源相距l和4l的两处,各取一段极短的相等长度的质子流,其中的质子数分别为n1和n2,求n1∶n2.

 

(1)6.25×1015 (2)2 【解析】 (1)由于每秒通过某截面的电荷所带电荷量即为电流,则由I=ne得: n===6.25×1015 (个). (2)由于质子是从静止开始做匀加速运动,由v2=2ax得: ==. 由于所取为极短距离Δl,可认为在此距离内质子分别以v1、v2的速度匀速运动,由于形成的电流恒为1 mA,则在两段Δl距离内质子的总电荷量分别为:Q1=It1,Q2=It2,由Q=ne得:=====2.
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考点分析:
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(16分)如图所示是静电除尘器示意图,A接高压电源正极,B接高压电源的负极,AB之间有很强的电场,空气被电离为电子和正离子,电子奔向正极A的过程中,遇到烟气的煤粉,使煤粉带负电,吸附到正极A上,排出的烟就成为清洁的了.已知每千克煤粉会吸附n mol电子,每昼夜能除m kg煤粉,计算高压电源的电流强度I.(电子电荷量设为e,阿伏加德罗常数为NA,一昼夜时间为t)

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如图所示电路,已知R1=3 kΩ,R2=2 kΩ,R3=1 kΩ,I=10 mA,I1=6 mA,则a、b两点电势高低和通过R2中电流正确的是(  )

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A.a比b高,7 mA            B.a比b高,2 mA

C.a比b低,7 mA            D.a比b低,2 mA

 

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根据经典理论,金属导体中电流的微观表达式为I=nvSe,其中n为金属导体中每单位体积内的自由电子数,v为导体中自由电子沿导体定向移动的速率,S为导体的横截面积,e为自由电子的电荷量.如图11所示,两段长度和材料完全相同、各自粗细均匀的金属导线ab、bc,圆横截面的半径之比为rab∶rbc=1∶4,串联后加上电压U,则 (  )

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A.两导线内的自由电子定向移动的速率之比为vab∶vbc=1∶4

B.两导线内的自由电子定向移动的速率之比为vab∶vbc=4∶1

C.两导线的电功率之比为Pab∶Pbc=4∶1

D.两导线的电功率之比为Pab∶Pbc=16∶1

 

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在如图所示的电路中,E为电源,其电动势E=9.0 V,内阻可忽略不计;AB为滑动变阻器,其电阻R=30 Ω;L为一小灯泡,其额定电压U=6.0 V,额定功率P=1.8 W;S为开关,开始时滑动变阻器的触头位于B端,现在接通开关S.然后将触头缓慢地向A方滑动,当到达某一位置C处时,小灯泡刚好正常发光,则CB之间的电阻应为 (  )

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A.10 Ω                    B.20 Ω

C.15 Ω                    D.5 Ω

 

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(09·福建·21)如图甲,在水平地面上固定一倾角为θ的光滑绝缘斜面,斜面处于电场强度大小为E、方向沿斜面向下的匀强电场中。一劲度系数为k的绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面底端,整根弹簧处于自然状态。一质量为m、带电量为q(q>0)的滑块从距离弹簧上端为s0处静止释放,滑块在运动过程中电量保持不变,设滑块与弹簧接触过程没有机械能损失,弹簧始终处在弹性限度内,重力加速度大小为g。

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(1)求滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬间所经历的时间t1

(2)若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速度大小为vm,求滑块从静止释放到速度大小为vm过程中弹簧的弹力所做的功W;

(3)从滑块静止释放瞬间开始计时,请在乙图中画出滑块在沿斜面向下运动的整个过程中速度与时间关系v-t图象。图中横坐标轴上的t1、t2及t3分别表示滑块第一次与弹簧上端接触、第一次速度达到最大值及第一次速度减为零的时刻,纵坐标轴上的v1为滑块在t1时刻的速度大小,vm是题中所指的物理量。(本小题不要求写出计算过程)

 

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