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正负电子对装机的最后部分的简化示意图如图甲所示(俯视图),位于水平面内的粗实线所示的圆环形真空管道是正负电子做圆运动的“容器”,经过加速器加速后的正负电子被分别引入该管道时,具有相等的速率v,它们沿着管道向相反的方向运动。在管道内控制它们转弯的是一系列圆形电磁铁,即图中的A1A2A3,…An,共有n个,均匀分布在整个圆环上,每个电磁铁内的磁场都是磁感应强度相同的匀强磁场,并且方向竖直向下,磁场区域的直径为d,改变电磁铁内电流大小,就可改变磁场的磁感应强度,从而改变电子的偏转角度。经过精确的调整,首先实现了电子在环形轨道中沿图甲中粗虚线所示的轨迹运动,这时电子经过每个电磁场区域时射入点和射出点都是电磁场区域的同一条直径的两端,如图乙所示。这就为进一步实现正负电子对撞做好了准备。

(1)试确定正负电子在管道内各自的运转方向;
(2)已知正负电子的质量都是m,所带电荷都是元电荷e,重力可忽略,求电磁铁内匀强磁场的磁感应强度B的大小。

科目 物理   题型 计算题   难度 中等
知识点: α粒子散射实验
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如图所示,光滑金属球的重力G=40 N.它的左侧紧靠竖直的墙壁,右侧置于倾角θ=37°的斜面体上。已知斜面体处于水平地面上保持静止状态,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:

(1)墙壁对金属球的弹力大小;
(2)水平地面对斜面体的摩擦力的大小和方向

一颗自由下落的小石头,经过某点时的速度是10 m/s,经过另一点时的速度是30 m/s, 求经过这两点的时间间隔和两点间的距离。(取g=10 m/s2)

如图所示的平面直角坐标系xoy,在第Ⅰ象限内有平行于轴的匀强电场,方向沿y正方向;在第Ⅳ象限的正三角形区域内有匀强电场,方向垂直于xoy平面向里,正三角形边长为L,且边与y轴平行。一质量为、电荷量为q的粒子,从y轴上的点,以大小为的速度沿x轴正方向射入电场,通过电场后从x轴上的点进入第Ⅳ象限,又经过磁场从y轴上的某点进入第Ⅲ象限,且速度与y轴负方向成45°角,不计粒子所受的重力。求:

(1)电场强度E的大小;
(2)粒子到达点时速度的大小和方向;
(3)区域内磁场的磁感应强度的最小值。

如图所示,两平行金属板间距为d,电势差为U,板间电场可视为匀强电场;金属板下方有一磁感应强度为B的匀强磁场。带电量为+q、质量为m的粒子,由静止开始从正极板出发,经电场加速后射出,并进入磁场做匀速圆周运动。忽略重力的影响,求:

⑴匀强电场场强E的大小;
⑵粒子从电场射出时速度ν的大小;
⑶粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R。

从20m高处以15m/s的速度水平抛出一个物体,不计空气阻力,g=10m/s.求:
(1)物体在空中运动的时间多长;
(2)物体落地点离抛出点的水平距离s为多大。

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