[题目]某同学设计了一利用涡旋电场加速带电粒子的装置.基本原理如图甲所示.上.下为电磁铁的两个磁极.磁极之间有一个环形真空室.带电粒子在真空室内做圆周运动.电磁铁线圈电流的大小.方向可以变化.产生的感生电场使电子加速.图甲上部分为侧视图.下部分为俯视图.若粒子质量为m.电荷量为q.初速度为零.粒子圆形轨道的半径为R.穿过粒子圆形轨道面� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】某同学设计了一利用涡旋电场加速带电粒子的装置，基本原理如图甲所示。上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，带电粒子在真空室内做圆周运动。电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化，产生的感生电场使电子加速。图甲上部分为侧视图、下部分为俯视图。若粒子质量为m、电荷量为q，初速度为零，粒子圆形轨道的半径为R，穿过粒子圆形轨道面积的磁通量随时间t的变化关系如图乙所示，在t0时刻后，粒子轨道处的磁感应强度为B，粒子加速过程中忽略相对论效应，不计粒子重力。下列说法正确的是（）

甲乙

A. 若被加速的粒子为电子，沿如图所示逆时针方向加速，则应在线圈中通以由a到b的电流

B. 在t0时刻后，穿过粒子圆形轨道面积的磁感应强度的与粒子轨道处的磁感应强度B大小相等

C. 在t0时刻后，粒子运动的速度大小为

D. t0时刻前，粒子每加速一周增加动能为

【答案】ACD

【解析】A. 若被加速的粒子为电子，沿如图所示逆时针方向加速，在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，结合左手定则判断磁场的方向向上，再由电磁感应定律求出电流由a到b，故A正确；

B. 在t0时刻后,电流恒定，产生的电场不是匀强电场，穿过粒子圆形轨道面积的磁感应强度与粒子轨道处的磁感应强度大小不相等，故B错误；

若被加速的粒子为正电子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，结合左手定则判断磁场的方向向下，再由电磁感应定律求出电流由b到a，故B错误

C. 在t0时刻后,电子轨道处的磁感应强度为B,粒子在磁场中作匀速圆周运动,受到洛伦兹力等于向心力，，故C正确；

D. 感生电场的感应电动势，粒子加速运动一圈获得的能量为W=qE=，故D正确。

故选：ACD。

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（i）若该细光束在AB面和AC面外侧均无出射光，求n的取值范围；

（ii）若n取（i）问中的最小值，不计入射光在镜内经过三次或三次以上的反射光线。使该细光束绕D点顺时针转过＝30°入射，如图中虚线所示，请分析说明该细光束在从AB面和AC面外侧是否有出射光。

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A. Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ位置均是顺时针方向

B. Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ位置均是逆时针方向

C. Ⅰ位置是顺时针方向，Ⅱ位置为零，Ⅲ位置是逆时针方向

D. Ⅰ位置是逆时针方向，Ⅱ位置为零，Ⅲ位置是顺时针方向

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A. 若粒子落在A点的左侧，其速度一定小于v0

B. 若粒子落在A点的右侧，其速度一定大于v0

C. 若粒子落在A点左右两侧d的范围内，其速度不可能小于v0－

D. 若粒子落在A点左右两侧d的范围内，其速度不可能大于v0＋

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(1)对于本实验操作的说法正确的是（________）

A.打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上

B.应用秒表测出重物下落的时间

C.重物的密度和质量选用的大些，有利于减小误差

D.重物的密度和质量选用的小些，有利于减小误差

(2)若实验中所用重物的质量m=1kg.某同学选取了一条前两个点间距接近2mm的纸带，0是打下的第一个点，打点时间间隔为0.02s，则在纸带上打下点3时的速度v=________m/s，此时重物的动能=______J，从打下点0到至打下点3的过程中重物的重力势能减少量=_______J，由此可得出的结论是___________________________。(g取9.8m/s，结果均保留三位有效数字)

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