如圖甲，某裝置由多個(gè)橫截面積相同的金屬圓筒依次排列，其中心軸線在同一直線上，圓筒的長度依照一定的規(guī)律依次增加。序號(hào)為奇數(shù)的圓筒和交變電源的一個(gè)極相連，序號(hào)為偶數(shù)的圓筒和該電源的另一個(gè)極相連。交變電源兩極間電勢(shì)差的變化規(guī)律如圖乙所示。在t=t0時(shí)，此刻位于和偶數(shù)圓筒相連的金屬圓板（序號(hào)為0）中央的一個(gè)質(zhì)子，在圓板和圓筒1之間的電場(chǎng)中由靜止開始加速，沿中心軸線沖進(jìn)圓筒1。之后質(zhì)子運(yùn)動(dòng)到圓筒與圓筒之間各個(gè)間隙中都能恰好使靜電力的方向跟運(yùn)動(dòng)方向相同而不斷加速。請(qǐng)回答以下問題（已知質(zhì)子的荷質(zhì)比取1×108C/kg,電壓的絕對(duì)值u=6×104V，周期T=1×10-7s,質(zhì)子通過圓筒間隙的時(shí)間可以忽略不計(jì)，不考慮質(zhì)子的重力及相對(duì)論效應(yīng)）。
（1）請(qǐng)說明在t0時(shí)刻，1號(hào)圓筒相對(duì)0號(hào)圓筒的電勢(shì)差是正值還是負(fù)值；并分析說明質(zhì)子在圓筒內(nèi)的受力情況；
（2）請(qǐng)求出質(zhì)子進(jìn)入第3個(gè)圓筒時(shí)的速度大小v和第3個(gè)圓筒的長度l；
（3）仍用該裝置對(duì)質(zhì)子進(jìn)行加速，請(qǐng)分析說明如何才能使加速后的質(zhì)子獲得更大的動(dòng)能。
【答案】（1）1號(hào)圓筒相對(duì)0號(hào)圓筒的電勢(shì)差是負(fù)值；質(zhì)子在圓筒內(nèi)不受力；
（2）質(zhì)子進(jìn)入第3個(gè)圓筒時(shí)的速度大小為6×106m/s，第3個(gè)圓筒的長度為0.3m；
（3）利用磁場(chǎng)使帶電粒子偏轉(zhuǎn)而不改變粒子動(dòng)能的特性改進(jìn)裝置，能使加速后的質(zhì)子獲得更大的動(dòng)能。
（2）質(zhì)子進(jìn)入第3個(gè)圓筒時(shí)的速度大小為6×106m/s，第3個(gè)圓筒的長度為0.3m；
（3）利用磁場(chǎng)使帶電粒子偏轉(zhuǎn)而不改變粒子動(dòng)能的特性改進(jìn)裝置，能使加速后的質(zhì)子獲得更大的動(dòng)能。
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：76引用：1難度：0.6
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1．如圖甲所示為示波管，如果在YY′之間加如圖乙所示的交變電壓，同時(shí)在XX′之間加如圖丙所示的鋸齒形電壓，使X的電勢(shì)比X′高，則在熒光屏上會(huì)看到圖形為（ ）
發(fā)布：2024/12/29 19:30:1組卷：813引用：13難度：0.9 -
2．如圖甲所示，在真空中有一傾角為30°的足夠長光滑絕緣斜面，t=0時(shí)刻，一質(zhì)量為m=0.2kg的帶電小滑塊靜放于斜面上，同時(shí)，空間加上一個(gè)方向平行于斜面的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小和方向呈周期性變化，變化規(guī)律如圖乙所示（取沿斜面向上方向?yàn)檎较?，g=10m/s2），0～2s內(nèi)小滑塊恰能沿斜面向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為10m/s2，求：
（1）小滑塊是帶正電還是負(fù)電；電荷量q是多少；
（2）4s內(nèi)小滑塊的位移大小；
（3）22s內(nèi)電場(chǎng)力對(duì)小物塊所做的功。
發(fā)布：2024/12/29 17:0:1組卷：354引用：5難度：0.9 -
3．如圖甲所示，水平放置的平行金屬板P和Q，相距為d,兩板間存在周期性變化的電場(chǎng)或磁場(chǎng)。P、O間的電勢(shì)差UPQ隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖丙所示，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里為正方向。t=0時(shí)刻，一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子（不計(jì)重力），以初速度v0由P板左端靠近板面的位置，沿平行于板面的方向射入兩板之間，q、m、d、v0、U0為已知量。
（1）若僅存在交變電場(chǎng)，要使電荷飛到Q板時(shí)，速度方向恰好與Q板相切，求交變電場(chǎng)周期T；
（2）若僅存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且滿足B0=，粒子經(jīng)一段時(shí)間恰能垂直打在Q板上（不考慮粒子反彈），求擊中點(diǎn)到出發(fā)點(diǎn)的水平距離。2mv0qd發(fā)布：2024/12/29 23:0:1組卷：130引用：2難度：0.4
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