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    15．如图所示为一种获得高能粒子的装置，由光滑绝缘材料围成的环形区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B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（　　）
    A．粒子从A板小孔处由静止开始在电场力作用下加速，绕行N圈后回到A板时获得的总动能为NqU
    B．粒子在绕行的整个过程中，每一圈的运动时间为$\frac{2πm}{Bq}$
    C．粒子获得的最大速度与加速次数无关，由R决定
    D．粒子绕行第N圈时所受向心力为$\frac{2NUq}{R}$

    分析 带电粒子以一定的速度进入匀强磁场，在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动．当磁场一定时，粒子在磁场中运动的周期仅与粒子的比荷有关，而在磁场中运动的时间还与偏转角有关．当入射速度越大时，磁场及粒子的比荷不变时，运动轨道的半径越大；而当轨迹半径及粒子的比荷不变时，则磁场必须变化．

    解答 解：A、粒子在电场中加速，根据动能定理可知，粒子从A板小孔处由静止开始在电场力作用下加速，绕行N圈后回到A板时获得的总动能：EK=NqU，故A正确；
    B、粒子始终保持做半径为R的匀速圆周运动，粒子做圆周运动的周期：T=$\frac{2πR}{{v}_{\;}}$=$\frac{2πm}{qB}$，粒子经过AB间时被加速，速度v不断变大，则粒子做圆周运动的周期T减小，磁感应强度B增大，粒子每一圈的运动时间不同，故B错误；
    C、粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：qvB=m$\frac{{v}^{2}}{R}$，解得：v=$\frac{qBR}{m}$，由于粒子运动过程半径R不变，粒子速度不断变大，磁感应强度B要不断变大，粒子获得的最大速度由B决定，与R无关，故C错误；
    D、粒子在电场中加速，由动能定理可知，粒子绕行第N圈时：NqU=$\frac{1}{2}$mvN2，解得：vN=$\sqrt{\frac{2NqU}{m}}$，粒子做圆周运动的向心力：F=m$\frac{{v}_{N}^{2}}{R}$=$\frac{2NqU}{R}$，故D正确；
    故选：AD．

    点评 粒子加速器是利用磁场的偏转使电场能重复对粒子加速，粒子在加速器内旋转时半径是不变化的，所以粒子加速器所加的磁场时要发生变．速度越来越大，周期越来越小．解决此类问题，常用到能量的转化与守恒，粒子在匀强磁场中的运动半径和周期．对于周期的计算也可以用圆周的长度除以速度．

    练习册系列答案
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    5．如图所示，E=9V，r=3Ω，R=15Ω．当K断开时，UAC为多大？当K接通时，UAC为多大？

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    6．下列是有关电路中物理量的说法，正确的是（　　）
    A．若外电路的电阻越大，则输出功率一定越大
    B．并联电路中，各用电路消耗的电功率与电阻成反比
    C．电源电动势表征电源把其它形式的能化为电能本领的物理量，电源电动势大小与是否接外电路无关
    D．电源电动势与电势差是相同的物理量

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    3．速度、加速度的测量通常比位移的测量要复杂些，而有时我们只需比较两个物体运动的加速度，并不需要知道加速度的大小，例如比较两辆汽车的加速性能就是这样，若已知两辆汽车由静止开始做匀加速直线运动，在相同时间内两车的位移之比为2：1，则它们的加速度之比为（　　）
    A．1：2B．1：4C．2：1D．4：1

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    10．如图，质量为m的A物体置于水平面上，劲度系数为k的弹簧与物体相连，弹簧竖直且处于原长．在B端（连有拉力传感器）施加竖直向上拉力，使B端以加速度a向上匀加速运动，当A物体将要被拉离地面时，B端传感器显示的读数为F，则（　　）
    A．弹簧此时拉伸量为$\frac{mg}{k}$B．弹簧此时拉伸量为$\frac{ma}{k}$
    C．此时A物体处于平衡状态D．上述过程中拉力做功为$\frac{{F}^{2}}{2K}$

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    20．在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：
    ①干电池E（电动势约为1.5V、内电阻大约为1.0Ω）
    ②电压表V（0～15V）
    ③电流表A（0～0.6A、内阻0.1Ω）
    ④电流表G（满偏电流3mA、内阻Rg=10Ω）
    ⑤滑动变阻器R1（0～10Ω、10A）
    ⑥滑动变阻器R2（0～100Ω、1A）
    ⑦定值电阻R3=990Ω（用于改装电表）
    ⑧开关、导线若干
    （1）为了方便且能较准确地进行测量，其中应选用的滑动变阻器是R1（填写字母代号）
    （2）请在线框内画出你所设计的实验电路图，并在图1中标上所选用器材的符号．
    （3）图2为某一同学根据他设计的实验，绘出的I1-I2图线（I1为电流表G 的示数，I2为电流表A 的示数），由图线可求得被测电池的电动势E=1.47V，内电阻r=0.90Ω．
    （4）考虑电表本身电阻对测量结果的影响，造成本实验的系统误差的原因是电压表分流

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    7．如图所示是一张小球做单向直线运动的频闪照片示意图．频闪周期$\frac{1}{30}s$，则小球在图中三个频闪过程中的平均速度大小是（　　）
    A．1.80 m/sB．1.50 m/sC．0.60 m/sD．0.50 m/s

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    4．如图所示，将两个相同的电流计分别改装成电流表A1（0～3A）和电流表A2（0～1.5A），把这两个电流表并联接入电路中测量电流．则下列说法中正确的是（　　）
    A．A1的内阻大于A2的内阻
    B．A2的指针满偏时，A1的指针刚好半偏
    C．A1的读数为1 A时，A2的读数也为1A
    D．A1的读数为1 A时，干路中的电流为1.5A

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    5．在正常情况下，火车以54Km/h的速度匀速开过一个小站，现因某种需要必须在这个小站停留．火车进小站时先以0.5m/s2的加速度减速运动，到站后停留2min后，又经过30s时间的加速恢复到原速度．求：
    ①减速时间内经过的位移大小；
    ②加速时间内火车的加速度大小；
    ③火车因停靠小站而延误的时间．

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