(20分)如图所示为一种获得高能粒子的装置。环形区域内存在垂直纸面向外、大小可调的匀强磁场。M、N为两块中心开有小孔的极板,每当带电粒子经过M、N板时,都会被加速,加速电

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 动能定理/2022-11-05 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

(20分)如图所示为一种获得高能粒子的装置。环形区域内存在垂直纸面向外、大小可调的匀强磁场。M、N为两块中心开有小孔的极板,每当带电粒子经过M、N板时,都会被加速,加速电压均为U;每当粒子飞离电场后,M、N板间的电势差立即变为零。粒子在电场中一次次被加速,动能不断增大,而绕行半径R不变(M、N两极板间的距离远小于R)。当t=0时,质量为m、电荷量为+q的粒子静止在M板小孔处。

(1)求粒子绕行n圈回到M板时的动能En
(2)为使粒子始终保持在圆轨道上运动,磁场必须周期性递增,求粒子绕行第n圈时磁感应强度B的大小;
(3)求粒子绕行n圈所需总时间tn

◎ 答案

(1) (2)(3)

◎ 解析


试题分析:(1)粒子绕行一圈动能的增量为,绕行n圈所获得的总动能(5分)
(2)因为   洛伦兹力提供向心力  
可得                    (6分)
(3)粒子做半径为R的匀速圆周运动,每一圈所用时间为,由于每一圈速度不同,所以每一圈所需时间也不同
第一圈:        
第二圈:       
……
第n圈的速度          (4分)
故绕行n圈所需总时间
            (5分)

◎ 知识点

    专家分析,试题“(20分)如图所示为一种获得高能粒子的装置。环形区域内存在垂直纸面向外、大小可调的匀强磁场。M、N为两块中心开有小孔的极板,每当带电粒子经过M、N板时,都会被加速,加速电…”主要考查了你对  【动能定理】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

  • 最新内容
  • 相关内容
  • 网友推荐
  • 图文推荐