回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交变电流源两极相连接的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示.设D形盒半径为R.若用回旋加速器加速质子时,匀强磁场的磁感应强度为B,高频交变电压频率为f.则下列说法正确的是( )
A.质子被加速后的最大速度不可能超过2πfR
B.质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关
C.只要R足够大,质子的速度可以被加速到任意值
D.不改变B和f,该回旋加速器也能用于加速α粒子
如图所示,在竖直向上的匀强磁场中,水平放置着一根长直导线,电流方向垂直纸面向外,a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点,在这四点中( )
A.a、b两点磁感应强度相同
B.c、d两点磁感应强度大小相等
C.a点磁感应强度最大
D.b点磁感应强度最大
如图是科学史上一张著名的实验照片,显示一个带电粒子在云室中穿过某种金属板运动的径迹.云室旋转在匀强磁场中,磁场方向垂直照片向里.云室中横放的金属板对粒子的运动起阻碍作用.分析此径迹可知粒子( )
A.带正电,由下往上运动
B.带正电,由上往下运动
C.带负电,由上往下运动
D.带负电,由下往上运动
闭合电路的电源电动势为E,内电阻为r,如图所示,当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时,下列说法中正确的是( )
A.小灯泡L1、L3变暗,L2变亮
B.小灯泡L1、L2变亮,L3变暗
C.电压表V1示数变化量较小
D.电压表V2示数变化量较小
天然放射性元素Th(钍)经过一系列α衰变和β衰变之后,变成Pb(铅)。下列论断中正确的是( )
A、铅核比钍核少24个中子
B、铅核比钍核少8个质子
C、衰变过程中共有4次α衰变和8次β衰变
D、衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变
(11分)如图甲所示,光滑且足够长的金属导轨MN、PQ平行地固定在同一水平面上,两导轨间距L=0.20 m,两导轨的左端之间所接的电阻R=0.40 Ω,导轨上静止放置一质量m=0.10 kg的金属杆ab,位于两导轨之间的金属杆的电阻r=0.10 Ω,导轨的电阻可忽略不计.整个装置处于磁感应强度B=0.50 T的匀强磁场中,磁场方向竖直向下.现用一水平外力F水平向右拉金属杆,使之由静止开始运动,在整个运动过程中金属杆始终与导轨垂直并接触良好,若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图乙所示,求从金属杆开始运动经t=5.0 s时:
(1)通过金属杆的感应电流的大小和方向;
(2)金属杆的速度大小;
(3)外力F的瞬时功率.