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如图甲,两个半径足够大的D形金属盒D1、D2正对放置,O1、O2分别为两盒的圆心,盒内区域存在与盒面垂直的匀强磁场。加在两盒之间的电压变化规律如图乙,正反向电压的大小均为Uo,周期为To,两盒之间的电场可视为匀强电场。在t=0时刻,将一个质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子由O2处静止释放,粒子在电场力的作用下向右运动,在
时刻通过O1.粒子穿过两D形盒边界M、N时运动不受影响,不考虑由于电场变化而产生的磁场的影响,不计粒子重力。
(1)求两D形盒边界M、N之间的距离;
(2)若D1盒内磁场的磁感应强度
,且粒子在D1、D2盒内各运动一次后能到达O1,求D2盒内磁场的磁感应强度;
(3)若D2、D2盒内磁场的磁感应强度相同,且粒子在D1、D2盒内各运动一次后在t= 2To时刻到达Ol,求磁场的磁感应强度。

(1)求两D形盒边界M、N之间的距离;
(2)若D1盒内磁场的磁感应强度

(3)若D2、D2盒内磁场的磁感应强度相同,且粒子在D1、D2盒内各运动一次后在t= 2To时刻到达Ol,求磁场的磁感应强度。

1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器,其原理如图所示。这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成,期间留有空隙。两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可忽略。若A处粒子源产生的质子在加速器中被加速,且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。则下列说法正确的是( )


A.不改变磁感应强度和交流电周期,该回旋加速器也能加速α粒子 |
B.被加速的离子从电场中获得能量 |
C.交变电场的变化周期是质子在磁场中运动周期的一半 |
D.为了使质子获得的最大动能增加为原来的4倍,可将磁感应强度增大为原来的2倍 |
1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器,如图所示,磁感应强度为B的匀强磁场与D形盒面垂直,两盒间的狭缝很小,粒子穿过的时间可忽略,它们接在电压为U、周期为T的交流电源上,中心A处粒子源产生的粒子飘人狭缝中由初。速度为零开始加速,最后从出口处飞出。D形盒的半径为R,下列说法正确的是( )


A.粒子在出口处的最大动能与加速电压U有关 |
B.粒子在出口处的最大动能与D形盒的半径无关 |
C.粒子在D形盒中运动的总时间与交流电的周期T有关 |
D.粒子在D形盒中运动的总时间与粒子的比荷无关 |
如图甲是回旋加速器的原理示意图,其核心部分是两个D形金属盒,在加速带电粒子时,两金属盒置于匀强磁场中(磁感应强度大小恒定),并分别与高频电源相连,加速时某带电粒子的动能Ek随时间t的变化规律如图乙所示,若忽略带电粒子在电场中的加速时间,则下列判断正确的是


A.高频电源的变化周期应该等于tn-tn-1 |
B.在Ek-t图像中t4-t3=t3-t2=t2-t1 |
C.粒子加速次数越多,粒子获得的最大动能一定越大 |
D.不同粒子获得的最大动能都相同 |
关于安培力和洛伦兹力,下列说法正确的是( )
A.运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力作用 |
B.通电导线在磁场中一定受到安培力作用 |
C.洛伦兹力一定对运动电荷不做功 |
D.安培力一定对通电导线不做功 |
当电荷在垂直于磁场方向上运动时,磁场对运动电荷的洛伦兹力F等于电荷量q、速率v、磁感应强度B三者的乘积,即F=qvB。该式中四个物理量在国际单位制中的单位依次为( )
A.J C m/s T | B.N A m/s T |
C.N C m/s T | D.N C m/s Wb |
如图所示,甲带正电,乙是不带电的绝缘块,甲、乙叠放在一起置于光滑的水平地面上,空间存在着水平方向的匀强磁场,在水平恒力F的作用下,甲、乙无相对滑动地一起向左加速运动,在加速运动阶段( )


A.甲、乙两物块间的摩擦力不断增大 |
B.甲、乙两物块间的摩擦力不变 |
C.甲、乙向左运动的加速度不断减小 |
D.甲对乙的压力不断减小 |
如图甲所示,一个质量为m,电荷量为q的圆环,可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动且细杆处于匀强磁场中(不计空气阻力),现给圆环一向右的初速度v0,在以后的运动过程中,圆环的速度-时间图像如图乙所示。则关于圆环所带的电性,匀强磁场的磁感应强度B和圆环克服摩擦力所做的功W(重力加速度为g),则下列说法正确的是( )


A.圆环带负电 |
B.B=![]() |
C.W=![]() |
D.W=![]() |
如图所示,a、b、c为三根与纸面垂直的固定长直导线,其截面位于等边三角形的三个顶点上,bc连线沿水平方向,导线中通有恒定电流,且
,电流方向如图中所示。O点为三角形的中心(O点到三个顶点的距离相等),其中通电导线c在O点产生的磁场的磁感应强度的大小为B0,已知通电长直导线在周围空间某点产生磁场的磁感应强度的大小B=
,其中I为通中导线的中流强度,r为该点到通中导线的垂直距离,k为常数,则下列说法正确的是( )




A.O点处的磁感应强度的大小为3B0 |
B.O点处的磁感应强度的大小为5 B0 |
C.质子垂直纸面向里通过O点时所受洛伦兹力的方向由O点指向c |
D.电子垂直纸面向里通过O点时所受洛伦兹力的方向垂直Oc连线向下 |
根据对磁电式电流表的学习,判断以下说法正确的是( )
A.指针稳定后,线圈受到螺旋弹簧的阻力与线圈受到的安培力方向是相反的 |
B.通电线圈中的电流越大,电流表指针偏转的角度也越大 |
C.在线圈转动的范围内,各处的磁场都是匀强磁场 |
D.在线圈转动的范围内,线圈所受安培力大小与电流有关,而与所处位置无关 |