分析 (1)粒子在磁场中做匀速圆周运动,根据T=$\frac{2πm}{qB}$求得周期,即可求得时间;
(2)根据动能定理求得进入磁场B2速度,利用$qvB=\frac{m{v}^{2}}{r}$求得半径;
(3)打到P点的能量最大的离子加速次数最大;在电场向上中是匀加速全程根据动量定理求解时间;
解答 解:(1)粒子在磁场B1运动的周期${T}_{1}=\frac{2πm}{q{B}_{1}}=5π×1{0}^{-6}s$
所以从进入磁场B1到第一次离开磁场B1所用时间:${t}_{1}=\frac{1}{2}{T}_{1}=2.5π×1{0}^{-6}s$
(2)粒子第一次进入磁场B2速度为v,由电场加速有:$qEd=\frac{1}{2}m{v}^{2}-\frac{1}{2}{mv}_{0}^{2}$
解得v=3×104m/s
粒子在磁场B2中运动的半径:${r}_{2}=\frac{mv}{q{B}_{2}}=3cm$
(3)粒子在磁场B1运动的半径:${r}_{1}=\frac{m{v}_{0}}{q{B}_{1}}=5cm$
粒子在磁场B2运动的周期:${T}_{2}=\frac{2πm}{q{B}_{2}}=2π×1{0}^{-6}s$
设粒子每次通过电场区域时间为t0,由$d=\frac{1}{2}({v}_{0}+v){t}_{0}$
可得:${t}_{0}=2×1{0}^{-6}s$
粒子从O点出发,每一个周期向右移动2r1-2r2=4cm;
经过7个周期后再经过一段圆弧离开磁场区域,设这段圆弧的圆心角为θ由几何关系:$cosθ=\frac{2{5}^{2}+{5}^{2}-(20\sqrt{2})^{2}}{2×25×5}=-\frac{3}{5}$
所以:θ=1270;
因此粒子运动的总时间:t总=7($\frac{{T}_{1}}{2}+{t}_{0}+\frac{{T}_{2}}{2}+{t}_{0}$)$+\frac{127}{360}{T}_{1}$=($\frac{1764}{72}π+28$)×10-6s
答:(1)粒子从O点进入磁场B1到第一次离开磁场B1所用的时间为5π×10-6s;
(2)粒子第一次进入磁场B2做圆周运动的半径3cm;
(3)粒子从O点进入磁场B1到最终离开磁场区域所经历的总时间为($\frac{1764}{72}π+28$)×10-6s
点评 本题是回旋加速器的改进,电场方向不需要周期性改变,关键是明确粒子的运动规律,然后结合牛顿第二定律和运动学公式列式求解
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | W1>W2,P1>P2 | B. | W1>W2,P1=P2 | C. | W1=W2,P1>P2 | D. | W1=W2,P1=P2 |
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科目:高中物理 来源: 题型:实验题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 质点是实际物体在一定条件的科学抽象.物体能否当做质点与物体本身无关,要看所研究问题的性质 | |
B. | 质量小的物体可当做质点处理,质量大的物体不能当做质点处理 | |
C. | 园球体的可当做质点处理,长方体的物体不能当做质点处理 | |
D. | 体积小的物体可当做质点处理,体积大的物体不能当做质点处理 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 圆环的机械能守恒 | B. | 弹簧对圆环先做正功后做负功 | ||
C. | 弹簧的弹性势能变化了mgh | D. | 重力的功率一直减小 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | “墨子号”卫星绕地球作匀速运动 | |
B. | 光量子可以再分成更小的能量单元 | |
C. | “墨子号”卫星与地球间有相互作用力 | |
D. | 一对纠缠状态的光量子间不存在相互作用力 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
型 号 | SP-988 | 额定功率 | 1500W |
额定电压 | 220V | 额定容量 | 1.6L |
A. | 0.15 A | B. | 0.23 A | C. | 4.4 A | D. | 6.8 A |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 波源开始振动时方向沿y轴正方向 | |
B. | t=0.15s时,x=40m的质点已运动的路程为30m | |
C. | 接收器在t=1.8s时开始接收到此波 | |
D. | 若波源向x轴正方向运动,接收器接收到的波的频率可能为8Hz |
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