如图甲是一种自由电子激光器的原理示意图.经电场加速后的高速电子束,射入上下排列着许多磁铁的管中.相邻两块磁铁的极性是相反的.电子在垂直于磁场的方向上摆动着前进,电子在摆动的过程中发射出光子.管子两端的反射镜(图中未画出)使光子来回反射,光子与自由电子发生相互作用,使光子能量不断增大,从而产生激光输出.
(1)若该激光器发射激光的功率为P=6.63×10
9 W,激光的频率为υ=1.0×10
16 Hz.则该激光器每秒发出多少个激光光子?
(2)若加速电压U=1.8×10
4 V,取电子质量m=9×10
-31 kg,电子电荷量e=1.6×10
-19C.每对磁极间的磁场可看作匀强磁场,磁感应强度为B=9×10
-4 T.每个磁极的左右宽度为L=30cm,厚度为2L.忽略左右磁极间的缝隙距离,认为电子在磁场中运动的速度大小不变.电子经电场加速后,从上下磁极间缝隙的正中间垂直于磁场方向射入第1对磁极的磁场中,电子一共可通过几对磁极?在图乙的俯视图中,画出电子在磁场中运动轨迹的示意图(尺寸比图甲略有放大).
考点分析:
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如图甲所示,空间有Ⅰ区和Ⅲ区两个有理想边界的匀强磁场区域,磁感应强度大小均为B,方向如图所示.两磁场区域之间有宽度为s的无磁场区域Ⅱ.abcd是由均匀电阻丝做成的边长为L(L>s)的正方形线框,每边的电阻为R.线框以垂直磁场边界的速度v水平向右匀速运动,从Ⅰ区经过Ⅱ区完全进入Ⅲ区,线框ab边始终与磁场边界平行.求:
(1)当ab边在Ⅱ区运动时,dc边所受安培力的大小和方向;
(2)线框从完全在Ⅰ区开始到全部进入Ⅲ区的整个运动过程中产生的焦耳热;
(3)请在图乙的坐标图中画出,从ab边刚进入Ⅱ区,到cd边刚进入Ⅲ区的过程中,
d、a两点间的电势差U
da随时间t变化的图线.其中E
=BLv.
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如图所示,在半径为R,质量分布均匀的某星球表面,有一倾角为θ的斜坡.以初速度v
向斜坡水平抛出一个小球.测得经过时间t,小球垂直落在斜坡上的C点.求:
(1)小球落到斜坡上时的速度大小v;
(2)该星球表面附近的重力加速度g
星(3)卫星绕该星球表面做匀速圆周运动的速度v
星.
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(1)某同学做“用单摆测定重力加速度”实验.先测得摆线长为101.00cm,摆球直径为2.00cm,然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间为101.1s.则
①他测得的重力加速度g=______m/s
2.(结果保留三位有效数字)
②他测得的g值偏大.可能的原因是______.
A.测摆线长时摆线拉得过紧
B.摆线上端没有牢固地系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增加了
C.开始计时的时候,秒表过早按下
D.实验中误将49次全振动数为50次
(2)某同学做“测定电源的电动势和内阻”实验.
①他采用如图1所示的实验电路进行测量.图2给出了做实验所需要的各种仪器.请你按电路图把它们连成实验电路.
②这位同学测量时记录了5组数据,并将数据填入了以下表格中.请你根据这些数据在图3中画出U-I图线.根据图线求出电池的电动势E=______V,内阻r=______Ω.
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
I(A) | 0.15 | 0.25 | 0.36 | 0.45 | 0.56 |
U(V) | 1.40 | 1.35 | 1.30 | 1.25 | 1.20 |
③这位同学对以上实验进行了误差分析.其中正确的是______.
A.实验产生的系统误差,主要是由于电压表的分流作用
B.实验产生的系统误差,主要是由于电流表的分压作用
C.实验测出的电动势小于真实值
D.实验测出的内阻大于真实值.
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质量为1.0kg的物体静止在水平面上,物体与水平面之间的动摩擦因数为0.20. 对物体施加一个大小变化、方向不变的水平拉力F,使物体在水平面上运动了3t
的时间.为使物体在3t
时间内发生的位移最大,力F随时间变化情况应该为下面四个图中的哪一个( )
A.
B.
C.
D.
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在光滑水平面上,质量为m的小球A正以速度v
匀速运动.某时刻小球A与质量为3m的静止小球B发生正碰.两球相碰后,A球的动能恰好变为原来的1/4.则碰后B球的速度大小是( )
A.
B.
C.
D.无法确定
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