?搖如圖1所示,勻強磁場中有兩個帶電粒子,其中1為氘核,2為質子,它們同時在磁場中同一點P開始運動,氘核的速度為v1,質子的速度為v2.已知v1、v2均與磁場垂直,并且v1垂直于v2,v1∶v2=1∶3.設質子質量為m、電荷量為e,磁感應強度為B.求兩粒子再次相遇的最短時間.
由于氘核的質量為2m、電荷量為e,所以由、
可得兩粒子軌道半徑之比和周期之比分別為 r1∶r2=2∶3,T1∶T2=2∶1. 由題意畫出兩粒子在磁場中運動軌跡示意圖(如圖2所示),可知
兩粒子相遇只可能在P、Q兩點.
假設兩粒子再次在P點相遇的時間為t,兩粒子在P點相遇的條件為t=n1T1=n2T2(其中n為粒子做圓周運動的圈數).可見,當n1、n2同時取正整數時,能使成立,且n1、n2的最小值分別為1和2,即氘核運動1周時,質子運動2周恰好在P點相遇.所以兩粒子在P點再次相遇的最短時間為
假設兩粒子能在Q點相遇.在圖2中,根據幾何關系有
若兩粒子能在Q點相遇,則氘核的路程是n1個圓周加弧長PQ,質子的路程是n2個圓周加弧長PCQ,經歷的時間t′應滿足的條件為
科目:高中物理 來源: 題型:
?搖?搖質量相同的兩個帶電粒子M、N,以相同的速度沿垂直電場方向射入兩平行金屬板間的勻強電場中,M從兩板正中央射入,N從下板邊緣處射入,它們最后打在同一點(重力忽略不計),如圖2所示,則從開始射入至打到上板的過程中( )
A.它們運動時間關系為tN>tM
B.它們的電勢能減少量之比ΔEPM∶ΔEPN=1∶4
C.它們的動能增量之比ΔEKKM∶ΔEKN=1∶4
D.它們的動量增量之比ΔpM∶ΔpN=1∶2
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科目:高中物理 來源:2012屆浙江省紹興市魯迅中學高二下學期期末質量檢測物理試卷(帶解析) 題型:計算題
(12分)如圖所示是中學實驗室中的手搖發電機,與搖把相連的大輪的直徑為20cm,與轉子相連的小輪直徑為2cm。已知永磁鐵之間產生的勻強磁場的磁感應強度為B=,轉子上線圈共200匝,總電阻為8
,每匝線圈的面積為30cm2。現使搖把以每秒2轉搖動,則
1)寫出該發電機輸出的電動勢的表達式(以中心面開始計時)。
(2)若該發電機外接一個“4.8V、0.3A”小燈泡,則其實際功率為多少?
(3)若該發電機外接二個發光顏色不同的發光二極管,發光二極管的正向電阻為16,發光電壓為
,則每個發光二極管每次發光的時間是多少?
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科目:高中物理 來源:2011-2012學年浙江省紹興市高二下學期期末質量檢測物理試卷(解析版) 題型:計算題
(12分)如圖所示是中學實驗室中的手搖發電機,與搖把相連的大輪的直徑為20cm,與轉子相連的小輪直徑為2cm。已知永磁鐵之間產生的勻強磁場的磁感應強度為B=
,轉子上線圈共200匝,總電阻為8
,每匝線圈的面積為30cm2。現使搖把以每秒2轉搖動,則
1)寫出該發電機輸出的電動勢的表達式(以中心面開始計時)。
(2)若該發電機外接一個“4.8V、0.3A”小燈泡,則其實際功率為多少?
(3)若該發電機外接二個發光顏色不同的發光二極管,發光二極管的正向電阻為16,發光電壓為
,則每個發光二極管每次發光的時間是多少?
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科目:高中物理 來源: 題型:
?搖?搖如圖3所示,在某裝置中有一勻強磁場,磁感應強度為B,方向垂直于xOy所在的紙面向外.某時刻在x=l0、y=0處,一質子沿y軸的負方向進入磁場;同一時刻,在x=-l0、y=0處,一α粒子進入磁場,速度方向與磁場垂直.不考慮質子與α粒子的相互作用.設質子的質量為m,電荷量為e.
(1)如果質子經過坐標原點O,它的速度為多大;
(2)如果α粒子與質子在坐標原點相遇,α粒子的速度應為何值,方向如何.
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