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    （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M、N间的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。

     

    （1）

    （2）

    （3）

    解析:（1）粒子绕行一圈动能的增量为qU，绕行n圈所获得的总动能

               4分

    （2）因为

    得   8分

    （3）粒子做半径为R的匀速圆周运动，每一圈所用时间为，

    由于第一圈速度不同，所以每一圈所需时间也不同

    第一圈：

    第二圈：

     

    ……

    第n圈的速度

    故绕行n圈所需总时间

     

     

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    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、大小可调节的均匀磁场．质量为m、电量为+q的粒子可在环中做半径为R的圆周运动．A、B为两块中心开有小孔的极板．原来电势都为零，每当粒子经过A板时，A板电势升高为+U，B板电势仍保持为零，粒子在两板间电场中得到加速．每当粒子离开B板时，A板的电势又降为零，粒子在电场一次次加速下动能不断增大，而绕行的半径不变．（设极板间距远小于R）
    （1）设t=0时粒子静止在A板小孔处，经电场加速后，离开B板在环开磁场中绕行，求粒子绕行第1圈时的速度v1和磁感应强度B1；
    （2）为使粒子始终保持在半径为R的圆轨道上运动，磁场必须周期性递增，求粒子绕行n圈所需的总时间t；
    （3）在粒子绕行的整个过程中，A板电势是否可以始终保持为+U？为什么？

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    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、磁感应强度大小可调的均匀磁场（环形区域的宽度非常小）．质量为m、电荷量为+q的粒子可在环中做半径为R的圆周运动．A、B为两块中心开有小孔的距离很近的极板，原来电势均为零，每当带电粒子经过A板准备进入AB之间时，A板电势升高为+U，B板电势仍保持为零，粒子在两板间的电场中得到加速．每当粒子离开B板时，A板电势又降为零．粒子在电场中一次次加速下动能不断增大，而在环形磁场中绕行半径R不变．（设极板间距远小于R） 下列说法正确的是（　　）

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2011?河东区一模）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直面向外、大小可调的匀强磁场，质量为m、电荷量为+q的粒子，在环中做半径为R的圆周运动，A、B为两块中心开有小孔的极板，原来电势均为零，每当粒子飞经A板时，A板电势升高为+U，B板电势仍保持为零，粒子在两极中得到加速．每当粒子离开时，A极电势又降为零，粒子在电场中一次一次加速下动能不断增大，而绕行半径不变．
    （1）设t=0时，粒子静止在A板小孔处，在电场作用下加速，并开始绕行第一圈，求粒子绕行n圈回到A板时获得的动能En；
    （2）为使粒子运动半径始终不变，磁场必周期性递增，求粒子绕行第n圈时磁感应强度Bn为多少？
    （3）求粒子绕行n圈所需的总时间tn．（设极板间距远小于R）

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网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、大小可调节的匀强磁场．质量为m、电量为+q的粒子在环中做半径为R的圆周运动．A、B为两块中心开有小孔的极板．原来电势都为零，每当粒子飞经A板时，A板电势升高为+U，B板电势仍保持为零，粒子在两板间电场中得到加速．每当粒子离开B板时，A板电势又降为零．粒子在电场一次次加速下动能不断增大，而绕行半径不变．
    （1）设t=0时，粒子静止在A板小孔处，在电场作用下加速．求粒子第一次穿过B板时速度的大小v1；
    （2）为使粒子始终保持在半径为R的圆轨道上运动，磁场必须周期性递增．求粒子绕行第n圈时磁感应强度的大小Bn；
    （3）求粒子绕行n圈所需的总时间tn总（设极板间距离远小于R，粒子在A、B极板间运动的时间可忽略不计）．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示为一种获得高能粒子的装置--环形加速器．环形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小可调节．质量为m、电量为+q的粒子可在环中做匀速圆周运动．P、Q为相距很近的两块中心开有小孔的极板，最初两极板电势都为零，每当粒子飞至P板时，P板电势变为+U，Q板电势仍保持为零，每当粒子离开Q板时，P板电势立即变为零．粒子在P、Q两板间电场的一次次加速下动能不断增大，而粒子的绕行半径通过磁场的调节保持为R不变．粒子经过P、Q极板的时间极短，可忽略不计．设t=0时刻，粒子静止在P板小孔处，在电场作用下加速，并绕行第一圈．
    （1）为使粒子始终在半径为R的圆轨道上运动，磁场必须周期性递增．求粒子从t=0时刻起绕行第n圈时的磁感应强度Bn；
    （2）求粒子从t=0时刻起绕行n圈回到P板所需的总时间tn．

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