【題目】現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)研究中常要用到高速電子,電子感應(yīng)加速器就是利用感生電場(chǎng)使電子加速的設(shè)備.它的基本原理如圖甲所示,上、下為兩個(gè)電磁鐵,磁極之間有一個(gè)環(huán)形真空室,電子在真空室內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng).電磁鐵線圈電流的大方向可以變化,在兩極間產(chǎn)生一個(gè)變化的磁場(chǎng),這個(gè)變化的磁場(chǎng)又在真空室內(nèi)激發(fā)感生電場(chǎng),其電場(chǎng)線是在同一平面內(nèi)的一系列同心圓,產(chǎn) 生的感生電場(chǎng)使電子加速.圖甲中上部分為側(cè)視圖、下部分為俯視圖.如果從上往下看,電子沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)。己知電子質(zhì)量為m、電荷量為e,初速度為零,電子圓形軌道的半徑為R.穿過(guò)電子圓形軌道面積的磁通量隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示,在t0時(shí)刻后,電子軌道處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0,電子加速過(guò)程中忽略相對(duì)論效應(yīng).
(1)求在t0時(shí)刻后,電子運(yùn)動(dòng)的速度大;
(2)求電子在整個(gè)加速過(guò)程中運(yùn)動(dòng)的圈數(shù);
(3)為了約束加速電子在同一軌道上做圓周運(yùn)動(dòng),電子感應(yīng)加速器還需要加上“軌道約束”磁場(chǎng),其原理如圖丙所示.兩個(gè)同心圓,內(nèi)圓半徑為R,內(nèi)圓內(nèi)有均勻的“加速磁場(chǎng)” B1,方向垂直紙面向外.另外在兩圓面之間有垂直紙面向外的“軌道約束”磁場(chǎng)B2,B2之值恰好使電子在二圓之間貼近內(nèi)圓面在;B2磁場(chǎng)中做逆時(shí)針的圓周運(yùn)動(dòng)(圓心為0,半徑為R),F(xiàn)使B1隨時(shí)間均勻變化,變化率=k (常數(shù))為了使電子保持在同一半徑R上做圓周運(yùn)動(dòng),求磁場(chǎng)B2的變化率。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】
(1)在t0時(shí)刻后,電子軌道處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0,電子在磁場(chǎng)中作勻速圓周運(yùn)動(dòng),受到洛倫茲力等于向心力 ,得
(2)加速后電子的動(dòng)能為
感生電場(chǎng)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
電子加速運(yùn)動(dòng)一圈獲得的能量為
電子在整個(gè)加速過(guò)程中運(yùn)動(dòng)的圈數(shù)為
解得
(3)電子作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)受到洛倫茲力等于向心力
由法拉第電磁感應(yīng)定律B1產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為
感生電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度
電子所受電場(chǎng)力為
由動(dòng)量定理, ,
若要使半徑不變,
年級(jí) | 高中課程 | 年級(jí) | 初中課程 |
高一 | 高一免費(fèi)課程推薦! | 初一 | 初一免費(fèi)課程推薦! |
高二 | 高二免費(fèi)課程推薦! | 初二 | 初二免費(fèi)課程推薦! |
高三 | 高三免費(fèi)課程推薦! | 初三 | 初三免費(fèi)課程推薦! |
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】我國(guó)發(fā)射的“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星經(jīng)過(guò)多次加速、變軌后,最終成功進(jìn)入環(huán)月工作軌道。如圖所示,衛(wèi)星既可以在離月球比較近的圓軌道α上運(yùn)動(dòng),也能到離月球比較遠(yuǎn)的圓軌道b上運(yùn)動(dòng),該衛(wèi)星在a軌道上運(yùn)動(dòng)與在b軌道上運(yùn)動(dòng)比較( )
A. 衛(wèi)星在α軌道上運(yùn)行的線速度小
B. 衛(wèi)星在α軌道上運(yùn)行的周期大
C. 衛(wèi)星在α軌道上運(yùn)行的角速度小
D. 衛(wèi)星在α軌道上運(yùn)行時(shí)受到的萬(wàn)有引力大
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】我國(guó)將于2020年完成35顆衛(wèi)星組網(wǎng)的“北斗”全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng),該系統(tǒng)由5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星構(gòu)成.30顆非靜止軌道衛(wèi)星中有21顆是中軌道衛(wèi)星,中軌 道衛(wèi)星的軌道高度約為21500km,靜止軌道衛(wèi)星的高度約為36000km,已知地球半徑為6400km. 關(guān)于北斗導(dǎo)航衛(wèi)星,下列說(shuō)法中正確的是
A. 中軌道衛(wèi)星的線速度約為7.9km/s
B. 中軌道衛(wèi)星的運(yùn)行周期比靜止軌道衛(wèi)星周期大
C. 中軌道衛(wèi)星的向心加速度比靜止軌道衛(wèi)星的向心加速度大
D. 靜止軌道衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的角速度比月球繞地球運(yùn)行的角速度小
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】有a、b、c、d四顆地球衛(wèi)星,a還未發(fā)射,在地球赤道上隨地球表面一起轉(zhuǎn)動(dòng),b處于地面附近近地軌道上正常運(yùn)動(dòng),c是地球同步衛(wèi)星,d是高空探測(cè)衛(wèi)星,各衛(wèi)星排列位置如圖所示。則下列說(shuō)法不正確的是( )
A.a的向心加速度等于重力加速度g
B.c在4h內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角是
C.b在相同時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)最長(zhǎng)
D.d的運(yùn)動(dòng)周期有可能是23h
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,在軸上有兩個(gè)波源,分別位于和處,振幅均為A=2cm,由它們產(chǎn)生的兩列簡(jiǎn)諧橫波分別沿軸正方向和負(fù)方向傳播,波速均為=0.4m/s,圖示為時(shí)刻兩列波的圖象(傳播方向如圖所示),此刻平衡位置處于和的P、Q兩質(zhì)點(diǎn),剛開(kāi)始振動(dòng),質(zhì)點(diǎn)M的平衡位置處于處,關(guān)于各質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)情況判斷正確的是
A. 質(zhì)點(diǎn)P、Q都首先沿軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)
B. 時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)M相對(duì)平衡位置的位移為-2cm
C. 經(jīng)過(guò)ls后,M點(diǎn)的振幅為4cm
D. 經(jīng)過(guò)1.5s后,P點(diǎn)的振幅為4cm
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】沿X軸負(fù)向傳播的一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形如圖所示,M為介質(zhì)中的一個(gè)質(zhì)點(diǎn),該波的傳播速度為40m/s,則t=s時(shí)
A. 質(zhì)點(diǎn)M對(duì)平衡位置的位移一定為負(fù)值
B. 質(zhì)點(diǎn)M的速度方向與對(duì)平衡位置的位移方向相反
C. 質(zhì)點(diǎn)M的加速度方向與速度方向一定相同
D. 質(zhì)點(diǎn)M的加速度方向與對(duì)平衡位置的位移方向相同
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】一起重機(jī)的鋼繩由靜止開(kāi)始勻加速提起質(zhì)量為m的重物,當(dāng)重物的速度為時(shí),起重機(jī)達(dá)到額定功率P.以后起重機(jī)保持該功率不變,繼續(xù)提升重物,直到達(dá)到最大速度為止,則整個(gè)過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是(重力加速度為g)
A.鋼繩的最大拉力為mg
B.鋼繩的最大拉力為
C.重物的平均速度大小為
D.重物勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度為
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】用如圖實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證m1、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒.m2從高處由靜止開(kāi)始下落,在m1上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn),對(duì)紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量,即可驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能守恒.下圖給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶:0是打下的第一個(gè)點(diǎn),每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出,計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示.已知m1=50g、m2=150g,當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/span>g=9.8m/s2.則
(1)在紙帶上打下計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)m2的速度v=____m/s;
(2)在打點(diǎn)0~5過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量△Ek=___J,系統(tǒng)勢(shì)能的減少量△Ep=___J;
(3)上題中經(jīng)精確計(jì)算得到系統(tǒng)動(dòng)能的增量與系統(tǒng)勢(shì)能的減少量間有差距,其原因是有空氣阻力、測(cè)量誤差和_____.(寫(xiě)一條)
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,一矩形金屬線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)動(dòng)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),如圖甲所示,產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示,則下列說(shuō)法正確的是( 。
A. t=0.01s時(shí)穿過(guò)線框的磁通量最小
B. t=0.01s時(shí)穿過(guò)線框的磁通量變化率最大
C. 該線框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小為100π
D. 電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值為22V時(shí),線圈平面與中性面的夾角可能為45°
查看答案和解析>>
百度致信 - 練習(xí)冊(cè)列表 - 試題列表
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報(bào)平臺(tái) | 網(wǎng)上有害信息舉報(bào)專(zhuān)區(qū) | 電信詐騙舉報(bào)專(zhuān)區(qū) | 涉歷史虛無(wú)主義有害信息舉報(bào)專(zhuān)區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報(bào)專(zhuān)區(qū)
違法和不良信息舉報(bào)電話:027-86699610 舉報(bào)郵箱:58377363@163.com