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题文

某种加速器的理想模型如题1图所示:两块相距很近的平行小极板中间各开有一小孔ab,两极板间电压uab的变化图像如图2所示,电压的最大值为U0、周期为T0,在两极板外有垂直纸面向里的匀强磁场。若将一质量为m0、电荷量为q的带正电的粒子从板内a孔处静止释放,经电场加速后进入磁场,在磁场中运动时间T0后恰能再次从a 孔进入电场加速。现该粒子的质量增加了1100m0。(粒子在两极板间的运动时间不计,两极板外无电场,不考虑粒子所受的重力)
(1)若在t=0时刻将该粒子从板内a孔处静止释放,求其第二次加速后从b孔射出时的动能;
(2)现在利用一根长为L的磁屏蔽管(磁屏蔽管置于磁场中时管内无磁场,忽略其对管外磁场的影响),使题15-1图中实线轨迹(圆心为O)上运动的粒子从a孔正下方相距L处的c孔水平射出,请在答题卡图上的相应位置处画出磁屏蔽管;
(3)若将电压uab的频率提高为原来的2倍,该粒子应何时由板内a孔处静止开始加速,才能经多次加速后获得最大动能?最大动能是多少?

科目 物理   题型 计算题   难度 中等
知识点: 电磁场
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如图所示,一根长为l不可伸长的细丝线一端固定于O点,另一端系住一个质量为m的带电小球。将此装置放在水平向右的匀强电场E中,待小球稳定后,细丝线跟竖直方向夹角为α,求:
(1)小球带什么电?电量是多少?
(2)保持小球带电量不变,用外力将小球缓慢拉到竖直方向的最低点,外力对小球做多少功?

水平面上有电阻不计的U形导轨MNPQ,宽度为L,N和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻)。现垂直导轨放置质量为m、电阻为R的金属棒ab,金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ,并加范围较大的、磁感应强度大小为B匀强磁场,磁场方向与水平面夹角为θ且指向右上方,如图所示。求:

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(2)若B的大小和方向均能改变,则要使ab棒所受支持力为零,B的大小至少为多少?此时B的方向如何?
(3)若B的大小和方向均能改变,则要使ab棒恰好处于静止状态,B的大小至少为多少?此时B的方向如何?

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