回旋加速器的工作原理如圖所示，置于髙真空中的兩個(gè)D形金屬盒分別和高頻交流電源 相連接，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過(guò)的時(shí)間可以忽略不計(jì)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)與盒面垂直． A處粒子源產(chǎn)生的粒子（初速度和重力均忽略不計(jì)），在兩盒之間被電場(chǎng)加速，直到達(dá)到 最大圓周半徑時(shí)被引出．現(xiàn)用該裝置分別加速質(zhì)子和a粒子（a粒子電荷量是質(zhì)子的2倍，a粒子質(zhì)量是質(zhì) 子的4倍），保持高頻交流電源的頻率不變，粒子在磁 場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的頻率等于加速電場(chǎng)的頻率，則質(zhì)子 與a粒子最大動(dòng)能之比為（　　）
A．2：1B．1：1C．1：2D．1：4
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A、根據(jù)qvB=m
v2
R
，解得v=
qBR
m
，則粒子的最大動(dòng)能EK=
1
2
mv2=
q2B2R2
2m
．因?yàn)榱Ｗ釉诖艌?chǎng)中的運(yùn)動(dòng)周期等于電場(chǎng)的加速周期，T=
2πm
qB
，因?yàn)橹芷诒３植蛔�，質(zhì)子和α粒子的電量之比為1：2，質(zhì)量比為1：4，則加速兩種粒子的磁感應(yīng)強(qiáng)度之比為1：2，所以最大動(dòng)能之比為1：4．故D正確，A、B、C錯(cuò)誤．
故選D．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

圖甲是回旋加速器的工作原理圖．D1和D2是兩個(gè)中空的半圓金屬盒，它們之間有一定的電勢(shì)差，A處的粒子源產(chǎn)生的帶電粒子，在兩盒之間被電場(chǎng)加速．兩半圓盒處于與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，所以粒子在半圓盒中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．若帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能Ek隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示，不計(jì)帶電粒子在電場(chǎng)中的加速時(shí)間，不考慮由相對(duì)論效應(yīng)帶來(lái)的影響，下列判斷正確的是（　�。�

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2012?合肥三模）回旋加速器的工作原理如圖所示，置于髙真空中的兩個(gè)D形金屬盒分別和高頻交流電源 相連接，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過(guò)的時(shí)間可以忽略不計(jì)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)與盒面垂直． A處粒子源產(chǎn)生的粒子（初速度和重力均忽略不計(jì)），在兩盒之間被電場(chǎng)加速，直到達(dá)到 最大圓周半徑時(shí)被引出．現(xiàn)用該裝置分別加速質(zhì)子和a粒子（a粒子電荷量是質(zhì)子的2倍，a粒子質(zhì)量是質(zhì) 子的4倍），保持高頻交流電源的頻率不變，粒子在磁 場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的頻率等于加速電場(chǎng)的頻率，則質(zhì)子 與a粒子最大動(dòng)能之比為（　�。�

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

1932年，美國(guó)的物理學(xué)家勞倫斯設(shè)計(jì)出了回旋加速器．回旋加速器的工作原理如圖所示，置于高真空中的兩D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過(guò)的時(shí)間可以忽略不計(jì)．磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與盒面垂直．A處粒子源產(chǎn)生的質(zhì)量為m、電荷量為+q粒子在加速器中被加速，其加速電壓恒為U．帶電粒子在加速過(guò)程中不考慮相對(duì)論效應(yīng)和重力的作用．則（　�。�

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

粒子回旋加速器的工作原理如圖所示，置于真空中的D形金屬盒的半徑為R，兩金屬盒問(wèn)的狹縫很小，磁感應(yīng)強(qiáng)度為日的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與金屬盒盒面垂直，高頻交流電的頻率為廠，加速電壓為U，若中心粒子源處產(chǎn)生的質(zhì)子質(zhì)量為m，電荷量為+e，在加速器中被加速．不考慮相對(duì)論效應(yīng)，則下列說(shuō)法正確是（　　）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

1932年，勞倫斯和利文斯設(shè)計(jì)出了回旋加速器．回旋加速器的工作原理如圖（甲）所示，它由兩個(gè)鋁制D型金屬扁盒組成，兩個(gè)D形盒正中間開(kāi)有一條狹縫；兩個(gè)D型盒處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中并接有高頻交變電壓．圖（乙）為俯視圖，在D型盒上半面中心S處有一正粒子源，它發(fā)出的帶電粒子，經(jīng)狹縫電壓加速后，進(jìn)入D型盒中，在磁場(chǎng)力的作用下運(yùn)動(dòng)半周，再經(jīng)狹縫電壓加速；為保證粒子每次經(jīng)過(guò)狹縫都被加速，應(yīng)設(shè)法使交變電壓的周期與粒子在狹縫及磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期一致．如此周而復(fù)始，最后到達(dá)D型盒的邊緣，獲得最大速度后射出．
置于高真空中的D形金屬盒的最大軌道半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過(guò)的時(shí)間可以忽略不計(jì)．粒子源S射出的是質(zhì)子流，初速度不計(jì)，D形盒的交流電壓為U，靜止質(zhì)子經(jīng)電場(chǎng)加速后，進(jìn)入D形盒，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，質(zhì)子的質(zhì)量為m，電量為q，求：
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（1）質(zhì)子最初進(jìn)入D形盒的動(dòng)能多大？
（2）質(zhì)子經(jīng)回旋加速器最后得到的動(dòng)能多大？
（3）要使質(zhì)子每次經(jīng)過(guò)電場(chǎng)都被加速，則加交流電源的周期是多少？

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