题目列表(包括答案和解析)
北京正负电子对撞机是目前国际上唯一高亮度正负电子对撞机,因此作为世界上一个重要的高能物理实验研究基地对国外开放。正、负电子对撞机由直线加速器P、电子分离器Q、环形储存器M和对撞室D组成,如图所示,
加速器出口
环心
在一条直线上。被加速器P加速后的正、负电子相隔时间
先后由
点以相同速度
进入电子分离器Q,分离后分别沿圆环切线方向由
注入M,在M中恰沿环做圆周运动运动,最终在D中实现对撞。为了实现正、负电子的分离和在环形储存器内的圆周运动,并保证正、负电子在D中相遇,在环外分离器Q区域和环内区域分别加有匀强磁场
。已知图中
,电子质量为m,电荷量为e,环的半径
远大于环管半径
,除在D中碰撞外忽略电子间的相互作用,求:
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(1)
区域内的磁感应强度
及
的方向关系;
(2)环的最大半径R。
下图为一直线运动加速度测量仪的原理示意图,可以测量物体沿水平方向运动的加速度。A为一 “U”型底座,其内部放置一绝缘滑块B; B的两侧各有一弹簧,它们分别固连在A的两个内侧壁上;滑块B还与一阻值均匀的碳膜电阻CD的滑动头相连(B与A之间的摩擦及滑动头与碳膜间的摩擦均忽略不计)。电阻CD及其滑动头与另外的电路相连(图中未画出)。
工作时将底座A固定在被测物体上,使弹簧及电阻CD均与物体的运动方向平行。当被测物体加速运动时,物块B将在弹簧的作用下,以同样的加速度运动。通过电路中仪表的读数,可以得知加速度的大小。
已知滑块B的质量为0.60kg,两弹簧的劲度系数均为2.0Xl02N/m,碳膜电阻CD的全长为9.0cm,被测物体可能达到的最大加速度为20m/s2 (此时弹簧仍为弹性形变);另有一电动势为9.0V、内阻可忽略不计的直流电源,一理想指针式直流电压表及开关、导线。
设计一电路,用电路中电压表的示值反映加速度的大小。
要求:①当加速度为零时,电压表指针在表盘中央,且此时两弹簧均处于自然状态;②当物体向左以可能达到的最大加速度加速运动时,电压表示数为满量程;③当物体向右以可能达到的最大加速度加速运动时,电压指针指在最左端电压示数为零的位置。(所给的电压表可以满足要求。)
(1) 完成电路原理图。
(2) 完成下列填空:(不要求有效数字)
①所给的电压表量程为_________V;
②当加速度为零时,应将滑动头调在距电阻的C端______cm处;
③当物体向左做减速运动,加速度的大小为lOm/s2时,电压表示数为_________V。
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