回旋加速器核心部分是两个D形金属扁盒,两盒分别和一高频交流电源两极相接.以便在盒间的窄缝中形成匀强电场,使粒子每次穿过狭缝都得到加速.两盒放在磁惑应强度为B的匀强磁场中.磁场方向垂直于盒底面.粒子源置于盒的圆心附近,若粒子源射出的粒子带电荷量为q,质量为m,粒子最大回旋半径为Rn,其运动轨迹如图所示.问.
(1)D形盒内有无电场?
(2)粒子在盒内做何种运动?
(3)所加交流电压频率应是多大.粒子运动的角速度为多大?
(4)粒子离开加速器时速度为多大?最大动能为多少?
(5)设两D形盒间电场的电势差为U,盒间距离为d,其间电场均匀,求把静止粒子加速到上述能量所需时间.
如图为质谱仪的原理示意图,电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过电势差为U的加速电场后进入粒子速度选择器,选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,匀强电场的场强为E、方向水平向右.已知带电粒子能够沿直线穿过速度选择器,从G点垂直MN进入偏转磁场,该偏转磁场是一个以直线MN为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场.带电粒子经偏转磁场后,最终到达照相底片的H点.可测量出G、H间的距离为L.带电粒子的重力可忽略不计.求
(1).粒子从加速电场射出时速度v的大小.
(2).粒子速度选择器中匀强磁场的磁感强度B1的大小和方向.
(3).偏转磁场的磁感强度B2的大小.
质子(p)和α粒子以相同的速率在同一匀强磁场中做匀速圆周运动,轨道半径分别为和,周期分别为和,则下列选项正确的是( )
A.∶=1∶2,∶=1∶2
B.∶=1∶1,∶=1∶1
C.∶=1∶1,∶=1∶2
D.∶=1∶2,∶=1∶1
一质子在匀强磁场中运动,不考虑其他场力(重力)作用,下列说法正确的是
A. 可能做类平抛运动
B. 一定做匀变速直线运动
C. 可能做匀速直线运动
D. 只能做匀速圆周运动
如图所示,、为两根相距2m的平行金属导轨,水平放置在竖直向下的匀强磁场中,质量为3.6kg的金属棒放在导轨上.当金属棒中通以5A的电流时,金属棒沿导轨做匀速运动;当金属棒中的电流增大到8A时,金属棒能获得2m/s2的加速度.求匀强磁场的磁感应强度的大小.
如图一所示是某磁敏电阻在室温下的电阻随磁感应强度B变化的特性曲线,其中,在0.4T≤B≤1.2T的范围内,图线为直线.测试时,磁敏电阻的轴向方向与磁场方向垂直.
(1)试结合图一,写出在0.4 T≤B≤1.2 T的范围内,随B变化的关系式= _______.
(2)某同学想利用该磁敏电阻去测量某磁场的磁感应强度B,他找到了如图二所示的器材,并连好部分导线.
①该同学所选器材的规格为:电源(电动势3 V,内阻不计);磁敏电阻(无磁场时的阻值Ω);滑动变阻器(最大电阻约10Ω);电流表(量程2.5mA,内阻约10Ω);电压表(量程3V,内阻约3kΩ).
请在图二中用笔画线代替导线将磁敏电阻接入电路,并能在实验中,调节滑动变阻器滑片时得到如下表所示的数据:(_______)
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
0.00 | 0.45 | 0.91 | 1.50 | 1.79 | 2.71 | |
mA | 0.00 | 0.30 | 0.60 | 1.00 | 1.20 | 1.80 |
②忽略电路中电流产生的磁场,根据表中数据和上述信息,求出所测磁场的磁感应强度B的大小为__________T. (取一位有效数字)