精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

【题目】如图所示为一种研究高能粒子在不同位置对撞的装置。在关于y轴对称间距为2dMNPQ边界之间存在两个有界匀强磁场,其中KKx轴上方)下方I区域磁场垂直纸面向外,JK上方区域磁场垂直纸面向里,其磁感应强度均为B.直线加速器1与直线加速器2关于O点轴对称,其中心轴在位于x轴上,且末端刚好与MNPQ的边界对齐;质量为m、电荷量为e的正、负电子通过直线加速器加速后同时以相同速率垂直MNPQ边界进入磁场。为实现正、负电子在Ⅱ区域的y轴上实现对心碰撞(速度方向刚好相反),根据入射速度的变化,可调节边界与x轴之间的距离h,不计粒子间的相互作用,不计正、负电子的重力,求:

1)哪个直线加速器加速的是正电子;

2)正、负电子同时以相同速度ν1进入磁场,仅经过边界一次,然后在Ⅱ区域发生对心碰撞,试通过计算求出v1的最小值。

3)正、负电子同时以v2速度进入磁场,求正、负电子在Ⅱ区域y轴上发生对心碰撞的位置离O点的距离。

【答案】1)直线加速器22;(3y2[]n1357…2k1

【解析】

1)正负电子进入磁场后要在Ⅱ区域相遇,因此正负电子出加速器以后都向上偏转,根据左手定则可知直线加速器2加速得为正电子

2)如图所示:d2RsinθR1cosθ)=h

或直接得:

整理得:R

即当,即hRmin

根据ev1Bm,求得:v1

3)当v,则R,距离总是满足:y2h

情况一:hR,只有一种情况hR△y

情况二:hRhR

那么y2[]n1357…2k1

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】在某种介质中,一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形图如图(a)所示,此时质点A在波峰位置,质点D刚要开始振动,质点C的振动图像如图(b)所示;t=0时刻在D点有一台机械波信号接收器(图中未画出),正以2m/s的速度沿x轴正向匀速运动。下列说法正确的是(  )

A.质点D的起振方向沿y轴负方向

B.t=0.05s时质点B回到平衡位置

C.信号接收器接收到该机械波的频率小于2.5Hz

D.若改变振源的振动频率,则形成的机械波在该介质中的传播速度也将发生改变

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图为模拟远距离输电的部分测试电路,ab端接电压稳定的正弦交变电源,定值电阻阻值分别为R1R2,且R1<R2,理想变压器的原、副线圈匝数比为kk<1,电流表、电压表均为理想表,其示数分别用IU表示。当向下调节滑动变阻器的滑动端P时,电流表、电压表示数变化分别用ΔI和ΔU表示。则以下说法正确的是(  )

A.

B.原线圈两端电压U1一定变小

C.电源的输出功率一定增大

D.R1消耗的功率一定增加

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,一端固定滑轮的长木板放在桌面上,将光电门固定在木板上的B点,用重物通过细线拉小车,且重物与力的传感器相连,若利用此实验装置做探究合外力做的功与物体动能改变量的关系实验,小车质量为M,保持小车质量不变,改变所挂重物质量m进行多次实验,每次小车都从同一位置A由静止释放(g10m/s2).

1)完成该实验时,____________(填需要不需要)平衡摩擦力;

2)在正确规范操作后,实验时除了需要读出传感器的示数F,测出小车质量M,通过光电门的挡光时间t及遮光条的宽度d,还需要测量的物理量是________。由实验得到合外力对小车做的功与小车动能改变量的关系式为________(用测得的物理量表示)。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】一电路如图所示,电源电动势E=28V,内阻r=2Ω,电阻R1=12ΩR2=R4=4ΩR3=8ΩC为平行板电容器,其电容C=3.0pF,虚线到两极板距离相等,极板长L=0.40m,两极板的间距d=1.0×10-2m

1)若开关S处于断开状态,则当其闭合后,求流过R4的总电量为多少?

2)若开关S断开时,有一带电微粒沿虚线方向以的初速度射入C的电场中,刚好沿虚线匀速运动,问:当开关S闭合后,此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入C的电场中,能否从C的右侧电场中射出?(要求写出计算和分析过程,只写结果不写过程不给分,g10m/s2

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】一平行板电容器充电后与电源断开,正极板接地,在两极间有一正电荷固定在P点,如图所示以U表示两极板间的电压,E表示两极板间的场强,Ep表示该正电荷在P点的电势能,若保持负极板不动,而将正极板移至图中虚线所示位置仍保持正极板接地,则

A. U变小,Ep变大B. U变小,Ep不变

C. U变大,E不变D. U变大,E变大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】物理方法就是运用现有的物理知识找到解决物理问题的基本思路与方法。常见的物理方法有类比法、对称法、图像法、归纳演绎法、构建理想化模型法等等:

(1)场是物理学中的重要概念,仿照电场的定义,写出引力场强度的定义式,在此基础上,推导出与质量为M的质点距离r的点的引力场强度;

(2)在研究平行板电容器的相关问题时,我们是从研究理想化模型——无限大带电平面开始的。真空中无限大带电平面的电场是匀强电场,电场强度为,其中k是静电力常量,σ为电荷分布在平面上的面密度,单位为C/m2。如图1所示,无限大平面带正电,电场指向两侧。若带负电则电场指向中央(图中未画出)。在实际问题中,当两块相同的带等量异种电荷的较大金属板相距很近时,其中间区域,可以看作是两个无限大带电平面所产生的匀强电场叠加;如果再忽略边缘效应,平行板电容器两板间的电场就可以看作是匀强电场,如图2所示。已知平行板电容器所带电量为Q,极板面积为S,板间距为d,求:

a.两极板间电场强度的大小E

b.请根据电容的定义式,求出在真空中,该平行板电容器的电容C

c.求解图2中左极板所受电场力的大小F

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示空间内有场强大小为 E 的匀强电场,竖直平行直线为匀强电场的电场线( 向未知),现有一电荷量为 q、质量为 m 的带负电的粒子 O 点以某一初速度垂直电场方 向进入电场AB 为运动轨迹上的两点不计粒子的重力及空气的阻力

(1) OA 连线与电场线夹角为 60OA L ,求带电粒子从 O 点到 A 点的运动时间及进 电场的初速度

(2)若粒子过 B 点时速度方向与水平方向夹角为 60 ,求

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】在游乐园质量为的人乘坐如图所示的过山车,当过山车从高度释放之后,在竖直平面内通过了一个光滑的圆周轨道(车的轨迹如图所示的虚线),下列说法正确的是(  )

A.车在最高点时人处于倒坐状态,全靠保险带拉住,若没有保险带,人一定会掉下去

B.人在最低点时对座位的压力大于mg

C.人在最高点和最低点时的向心加速度大小相等

D.人在最高点时对座位仍可能产生压力,但压力一定小于mg

查看答案和解析>>

同步练习册答案