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08江苏高考物理必考模块综合练习(1) 编号【569611】
资料简介
| 江苏省高考命题专家为08江苏高考备考提供参考训练题
15.如图,一匀强磁场磁感应强度为B,方向向里,其边界是半径为R的圆。AB为圆的一直径。在A点有一粒子源向圆平面内的各个方向发射质量m、电量+q的粒子,粒子重力不计。(结果保留2位有效数字)
(1)如果有一带电粒子以垂直于磁场的速度,沿半径方向进入圆形区域的磁场中。试证明此粒子一定沿半径方向射出磁场。
(2)如果磁场的边界是弹性边界,粒子沿半径方向射入磁场,粒子的速度大小满足什么条件,可使粒子在磁场中绕行一周回到出发点,并求离子运动的时间。
(3)如果R=3cm、B=0.2T,在A点的粒子源向圆平面内的各个方向发射速度均为106m/s,比荷为108c/kg的粒子.试画出在磁场中运动时间最长的粒子的运动轨迹并求此粒子的运动的时间。
(4)在(3)中,如果粒子的初速度大小均为3×105m/s,求磁场中有粒子到达的面积.
16.现代科学研究中常要用到高速电子,电子感应加速器就是用来获得高速电子的装置,它是利用电磁感应原理由变化的磁场产生感生电场来加速电子的,其基本原理如图1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,电子在真空室中做圆周运动。电磁铁线圈中通入周期为T的正弦式电流(图中已标出了正方向)。图2为俯视图,在半径为R1的圆形区域内匀强磁场 ,在半径为R1到R2的圆环内(R2-R1<<R)匀强磁场 ,B1产生的感生电场使电子加速,B2作用于电子的洛仑兹力提供电子做圆周运动的向心力,电子的轨道半径为R,绕行方向为逆时针。已知电子的质量为m、电荷量为e,取R1=R2=R=r。
(1)试论证在0-T时间内,只有0-T/4时间段才能使电子在感生电场作用下加速并由B2作用于电子的洛仑兹力使电子回旋。
(2)求电子轨道处的感生电场的最大值
(3)设t=0时电子注入,初速度可忽略。求t时刻(0<t<T/4)电子的速度
(4)为保证电子感应加速器能正常工作,求B2与B1应满足的关系。
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