回旋加速器在核科學(xué)、核技術(shù)、核醫(yī)學(xué)等高新技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，有力地推動了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展．回旋加速器的工作原理如圖所示，置于高真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時間可以忽略不計。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與盒面垂直。A處粒子源產(chǎn)生的粒子，質(zhì)量為m、電荷量為+q ，在加速器中被加速，設(shè)粒子初速度為零，加速電壓為U ，加速過程中不考慮重力作用和相對論效應(yīng)。下列說法正確的是
A．粒子在回旋加速器中運(yùn)動時，隨軌道半徑r的增大，盒中相鄰軌道的半徑之差減小
B．粒子從靜止開始加速到出口處所需的時間約為
C．粒子能獲得的最大動能跟加速器磁感應(yīng)強(qiáng)度無關(guān)
D．加速電壓越大粒子能獲得的最大動能越大
AB

試題分析：設(shè)粒子在回旋加速器中被加速了n次，則由動能定理得，粒子在回旋加速器中做勻速圓周運(yùn)動時由洛侖茲力提供向心力，即，解得：，盒中相鄰軌道的半徑之差為，由此可以看出n越大，半徑r之差越小，故A正確；設(shè)粒子在回旋加速器中旋轉(zhuǎn)圈數(shù)為N，則，粒子在磁場中運(yùn)動的周期為，由于兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時間可以忽略不計，因此粒子從靜止開始加速到出口處所需的時間約為， 根據(jù)和得：，所以，故B正確；由知，粒子能獲得的最大動能為，由此可知，粒子能獲得的最大動能與磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)，與加速電壓無關(guān)，故CD錯誤。所以選AB。
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

一個質(zhì)量為m帶電量為+q的小球每次均以水平初速度v0自h高度做平拋運(yùn)動．不計空氣阻力，重力加速度為g，試回答下列問題：
（1）若在空間豎直方向加一個勻強(qiáng)電場，發(fā)現(xiàn)小球水平拋出后做勻速直線運(yùn)動，則電場強(qiáng)度E是多大？
（2）撤消勻強(qiáng)電場，小球水平拋出至第一落地點(diǎn)P，則位移S的大小是多少？
（3）恢復(fù)原有勻強(qiáng)電場，再在空間加一個垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，發(fā)現(xiàn)小球第一落地點(diǎn)仍然是P點(diǎn)，試問磁感應(yīng)強(qiáng)度B是多大？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，平行金屬板P、Q的中心分別有小孔O和O′，OO′連線與金屬板垂直，兩板間的電壓為U．在Q板的右側(cè)存在勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．磁場右側(cè)邊界處的熒光屏MN與Q板間的距離為L，OO′連線的延長線與MN相交于A點(diǎn)．一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子，從小孔O處由靜止開始運(yùn)動，通過小孔O′后進(jìn)入磁場，最終打在MN上的A′點(diǎn)．不計粒子重力．求：
（1）帶電粒子運(yùn)動到小孔O′時的速度大��；
（2）A′點(diǎn)與A點(diǎn)之間的距離．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

1930年勞倫斯制成了世界上第一臺回旋加速器．如圖甲所示是回旋加速器的示意圖，其核心部分是兩個D形金屬盒，在加速帶電粒子時，兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場中，并分別與高頻電源相連．帶電粒子在磁場中運(yùn)動的動能EK隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示，若忽略帶電粒子在電場中的加速時間，則下列判斷中正確的是（　�。�
A．粒子加速次數(shù)越多，粒子獲得的最大動能一定越大
B．若增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，為保證該粒子每次進(jìn)人電場均被加速，應(yīng)增大高頻電源交流電的頻率
C．不同粒子在兩D型盒中運(yùn)動時間可能不相同
D．不同粒子獲得的最大動能都相同

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

關(guān)于回旋加速器的有關(guān)說法，正確的是（　　）
A．回旋加速器是利用磁場對運(yùn)動電荷的作用使帶電粒子的速度增大的
B．回旋加速器是利用電場加速的
C．回旋加速器是通過多次磁場加速使帶電粒子獲得高能量的
D．帶電粒子在回旋加速器中不斷被加速，故在D形盒中做圓周運(yùn)動一周所用時間越來越小

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

美國物理學(xué)家勞倫斯于1932年發(fā)明的回旋加速器，應(yīng)用帶電粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的特點(diǎn)，能使帶電粒子在較小的空間范圍內(nèi)經(jīng)過電場的多次加速獲得較大的能量。如圖所示為改進(jìn)后的回旋加速器的示意圖，其中距離很小的盒縫間的加速電場的場強(qiáng)大小恒定，且被限制在A、C板間，帶電粒子從P0處靜止釋放，并沿電場線方向進(jìn)入加速電場，經(jīng)加速后進(jìn)入D形盒中的勻強(qiáng)磁場做勻速圓周運(yùn)動，對于這種回旋加速器，下列說法正確的是

A．帶電粒子每運(yùn)動一周被加速一次
B．P1P2＝P2P3
C．粒子能達(dá)到的最大速度與D形盒的尺寸無關(guān)
D．加速電場的方向需要做周期性的變化

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

一個用于加速質(zhì)子的回旋加速器，其核心部分如圖所示，D形盒半徑為R，垂直D形盒底面的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，兩盒分別與交流電源相連．下列說法正確的是

A．質(zhì)子被加速后的最大速度隨B、R的增大而增大
B．質(zhì)子被加速后的最大速度隨加速電壓的增大而增大
C．只要R足夠大，質(zhì)子的速度可以被加速到任意值
D．為了使質(zhì)子每次經(jīng)過D形盒間縫隙時都能得到加速，應(yīng)使交變電壓的周期等于質(zhì)子的回旋周期

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

回旋加速器D形盒的半徑為r，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一個質(zhì)量了m、電荷量為q的粒子在加速器的中央從速度為零開始加速。

（1）求該回旋加速器所加交變電場的頻率；
（2）求粒子離開回旋加速器時獲得的動能；
（3）有同學(xué)想自利用該回旋加速器直接對質(zhì)量為m、電量為2q的粒子加速。能行嗎？行，說明理由；不行，提出改進(jìn)方案.

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示為一質(zhì)譜儀的構(gòu)造原理示意圖,整個裝置處于真空環(huán)境中,離子源N可釋放出質(zhì)量均為m、電荷量均為q(q>0)的離子.離子的初速度很小,可忽略不計.離子經(jīng)S1、S2間電壓為U的電場加速后,從狹縫S3進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場中,沿著半圓運(yùn)動到照相底片上的P點(diǎn)處,測得P到S3的距離為x.求:

(1)離子經(jīng)電壓為U的電場加速后的速度v;
(2)離子的比荷(q/m)

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