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電子激光器是利用高速電子束射入方向交替變化的磁場(chǎng)，使電子在磁場(chǎng)中擺動(dòng)著前進(jìn)而產(chǎn)生激光的一種裝置．在磁場(chǎng)中建立與磁場(chǎng)方向垂直的平面坐標(biāo)系xoy，如圖甲所示．方向交替變化的磁場(chǎng)隨x坐標(biāo)變化的圖線如圖乙所示，每個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域的寬度均為L=0.30m，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B =3.75×10^-4T，規(guī)定磁場(chǎng)方向垂直紙面向里為正方向．現(xiàn)將初速度為零的電子經(jīng)電壓U=4.5×10³V的電場(chǎng)加速后，從坐標(biāo)原點(diǎn)沿y軸正方向射入磁場(chǎng)．電子電荷量e為1.6×10^-19C，電子質(zhì)量m取9.0×10^-31Kg不計(jì)電子的重力，不考慮電子因高速運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的影響．求：
（l）電子從坐標(biāo)原點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的大小v；
（2）請(qǐng)?jiān)诖痤}卡中圖甲的位置畫出x=0至x=4L區(qū)域內(nèi)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡，并計(jì)算電子通過圖中各磁場(chǎng)區(qū)域邊界時(shí)位置的縱坐標(biāo)，請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出來；
（3）從x=0至x=NL（N為整數(shù)）區(qū)域內(nèi)電子運(yùn)動(dòng)的平均速度的大�。�

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電子激光器是利用高速電子束射入方向交替變化的磁場(chǎng)，使電子在磁場(chǎng)中擺動(dòng)著前進(jìn)而產(chǎn)生激光的一種裝置．在磁場(chǎng)中建立與磁場(chǎng)方向垂直的平面坐標(biāo)系xoy，如圖甲所示．方向交替變化的磁場(chǎng)隨x坐標(biāo)變化的圖線如圖乙所示，每個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域的寬度均為L=0.30m，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B =3.75×10^-4T，規(guī)定磁場(chǎng)方向垂直紙面向里為正方向．現(xiàn)將初速度為零的電子經(jīng)電壓U=4.5×10³V的電場(chǎng)加速后，從坐標(biāo)原點(diǎn)沿y軸正方向射入磁場(chǎng)．電子電荷量e為1.6×10^-19C，電子質(zhì)量m取9.0×10^-31Kg不計(jì)電子的重力，不考慮電子因高速運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的影響．求：
（l）電子從坐標(biāo)原點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的大小v；
（2）請(qǐng)?jiān)诖痤}卡中圖甲的位置畫出x=0至x=4L區(qū)域內(nèi)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡，并計(jì)算電子通過圖中各磁場(chǎng)區(qū)域邊界時(shí)位置的縱坐標(biāo)，請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出來；
（3）從x=0至x=NL（N為整數(shù)）區(qū)域內(nèi)電子運(yùn)動(dòng)的平均速度的大�。�

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電子激光器是利用高速電子束射入方向交替變化的磁場(chǎng)，使電子在磁場(chǎng)中擺動(dòng)著前進(jìn)而產(chǎn)生激光的一種裝置．在磁場(chǎng)中建立與磁場(chǎng)方向垂直的平面坐標(biāo)系xoy，如圖甲所示．方向交替變化的磁場(chǎng)隨x坐標(biāo)變化的圖線如圖乙所示，每個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域的寬度均為L=0.30m，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B =3.75×10^-4T，規(guī)定磁場(chǎng)方向垂直紙面向里為正方向．現(xiàn)將初速度為零的電子經(jīng)電壓U=4.5×10³V的電場(chǎng)加速后，從坐標(biāo)原點(diǎn)沿y軸正方向射入磁場(chǎng)．電子電荷量e為1.6×10^-19C，電子質(zhì)量m取9.0×10^-31Kg不計(jì)電子的重力，不考慮電子因高速運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的影響．求：
（l）電子從坐標(biāo)原點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的大小v；
（2）請(qǐng)?jiān)诖痤}卡中圖甲的位置畫出x=0至x=4L區(qū)域內(nèi)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡，并計(jì)算電子通過圖中各磁場(chǎng)區(qū)域邊界時(shí)位置的縱坐標(biāo)，請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出來；
（3）從x=0至x=NL（N為整數(shù)）區(qū)域內(nèi)電子運(yùn)動(dòng)的平均速度的大小．

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回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電極相連的兩個(gè)D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的電場(chǎng)，使粒子在通過狹縫時(shí)都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示．要增大帶電粒子射出的動(dòng)能，下列說法正確的是（　�。�

A．增大勻強(qiáng)電場(chǎng)間的加速電壓，其他保持不變

B．增大磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，其他保持不變

C．減小狹縫間的距離，其他保持不變

D．增大D形金屬盒的半徑，其他保持不變

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回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其主體部分是兩個(gè)D形金屬盒．兩金屬盒處在垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并分別與高頻交流電源兩極相連接，從而使粒子每次經(jīng)過兩盒間的狹縫時(shí)都得到加速，如圖所示．現(xiàn)要增大帶電粒子從回旋加速器射出時(shí)的動(dòng)能，下列方法可行的是（　�。�

A．減小磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度

B．減小狹縫間的距離

C．增大高頻交流電壓

D．增大金屬盒的半徑

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一、選擇題（全部選對(duì)得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。共16小題，滿分64分）

題號(hào)

1

2

3

4

5

6

7

8

答案

C

BCD

AD

D

BCD

AC

D

AD

題號(hào)

9

10

11

12

13

14

15

16

答案

C

D

BD

BC

C

AD

ABD

D

二．

17．（9分）

   （1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律     （2分） 

    求出        E = 1.2（V）                   （1分）

（2）根據(jù)全電路歐姆定律    （2分）

        根據(jù)         = 5.76×10^-2（W）      （1分）

    ）

（3）S斷開后，流經(jīng)R₂的電量即為S閉合時(shí)C板上所帶的電量Q

電容器兩端的電壓     U = IR₂＝0.6（V）      （1分）

流經(jīng)R₂的電量    Q = CU = 1.8×10^-5（C）    （2分）

18.（10分）粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如右圖所示   

（1）設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t₁

      x、y方向   2h = v₀t₁   （2分）

      根據(jù)牛頓第二定律   Eq = ma     （1分）

      求出                  （1分）

（2）根據(jù)動(dòng)能定理   （1分）

設(shè)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度為v，根據(jù)   （1分）

     求出                             （1分）

（3）粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期        （1分）

設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t₂        （1分）

       求出                     （1分）

 19.(3+3+4=10分）（1）；（2）；（3）下表面

 20.（4+3=7分）

（1）磁場(chǎng)和電場(chǎng)方向與yOz平面平行，與-y方向成53°斜向下；（2）0