如圖,甲圖是回旋加速器的原理示意圖。其核心部分是兩個D型金屬盒,在加速帶電粒子時,兩金屬盒置于勻強磁場中(磁感應(yīng)強度大小恒定),并分別與高頻電源相連。加速時某帶電粒子的動能EK隨時間t變化規(guī)律如乙圖所示,若忽略帶電粒子在電場中的加速時間,則下列判斷正確的是 (     ) 
A.高頻電源的變化周期應(yīng)該等于tn-tn-2
B.在EK-t圖象中t4-t3=t3-t2=t2-t1
C.粒子加速次數(shù)越多,粒子獲得的最大動能一定越大
D.不同粒子獲得的最大動能都相同
AB

試題分析:由回旋加速器原理知,高頻電源的變化周期等于粒子在回旋加速器中周期,帶點粒子在高頻電源變化的一個周期中加速兩次,由EK-t圖知,動能改變兩次周期為tn-tn-2,故A正確;(t4-t3)、(t3-t2)、(t2-t1)為粒子轉(zhuǎn)動周期的一半,由公式T=知粒子周期不變,所以, t4-t3=t3-t2=t2-t1,B正確;設(shè)D型盒半徑為R,動能最大粒子轉(zhuǎn)動半徑為R,由半徑公式知R=,所以最大動能為EKm=,與加速次數(shù)無關(guān),與粒子比荷有關(guān),故C、D錯誤。
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:單選題

在勻強磁場中有一個靜止的氡原子核(86222Rn),由于衰變它放出一個粒子,此粒子的徑跡與反沖核的徑跡是兩個相互外切的圓,大圓與小圓的直徑之比為42:1,如圖所示,那么氡核的衰變方程應(yīng)是下列方程中的哪一個(  )
A.
22286
Rn→
22287
Fr
+0-1
e
B.
22286
Rn→
21884
Po
+42
He
C.
22286
Rn→
22285
At+
01
e
D.
22286
Rn→
22085
At+
21
H

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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

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形盒底面的勻強磁場的磁感應(yīng)強度為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:單選題

圖中所示為某種質(zhì)譜儀的工作原理示意圖。此質(zhì)譜儀由以下幾部分構(gòu)成:粒子源N;P、Q間的加速電場;靜電分析器,即中心線半徑為R的四分之一圓形通道,通道內(nèi)有均勻輻射電場,方向沿徑向指向圓心O,且與圓心O等距的各點電場強度大小相等;磁感應(yīng)強度為B的有界勻強磁場,方向垂直紙面向外;膠片M。由粒子源發(fā)出的不同帶電粒子,經(jīng)加速電場加速后進入靜電分析器,某些粒子能沿中心線通過靜電分析器并經(jīng)小孔S垂直磁場邊界進入磁場,最終打到膠片上的某點。粒子從粒子源發(fā)出時的初速度不同,不計粒子所受重力。下列說法中正確的是
A.從小孔S進入磁場的粒子速度大小一定相等
B.從小孔S進入磁場的粒子動能一定相等
C.打到膠片上同一點的粒子速度大小一定相等
D.打到膠片上位置距離O點越遠(yuǎn)的粒子,比荷越大

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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,勻強磁場的磁感應(yīng)強度為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,提出改進方案.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示為質(zhì)譜儀的原理圖.利用這種質(zhì)譜儀可以對氫元素進行測量.氫元素的各種同位素,從容器A下方的小孔S1進入加速電壓為U的加速電場,可以認(rèn)為從容器出來的粒子初速度為零.粒子被加速后從小孔S2進入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場,最后打在照相底片D上,形成a、b、c三條質(zhì)譜線.關(guān)于氫的三種同位素進入磁場時速率的排列順序和三條譜線的排列順序,下列說法中正確的是:
A.進磁場時速率從大到小的排列順序是氕、氘、氚
B.進磁場時速率從大到小的排列順序是氚、氘、氕
C.a、b、c三條譜線的排列順序是氕、氘、氚
D.a、b、c三條譜線的排列順序是氘、氚、氕

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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,其原理如圖所示,它的核心部分是兩個D形金屬盒,兩盒相距很近,分別和交變電源相連接,兩盒放在勻強磁場中,磁場方向垂直于盒底面,某一帶電粒子在磁場中做圓周運動,通過兩盒間的窄縫時反復(fù)被加速,當(dāng)達到最大圓周半徑時通過特殊裝置被引出。下列說法正確的是
A.帶電粒子在回旋加速器中從磁場中獲得能量
B.帶電粒子在回旋加速器中從電場中獲得能量
C.高頻交變電源的電壓越大,帶電粒子從出口被引出時獲得的動能越大
D.勻強磁場的磁感應(yīng)強度越大,帶電粒子從出口被引出時獲得的動能越大

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖回旋加速器的D形盒半徑為R,用來加速質(zhì)量為m,帶電量為q的質(zhì)子,使質(zhì)子由靜止加速到具有能量為E后,由A孔射出,求:

1)加速器中勻強磁場B的方向和大。
2)設(shè)兩D形盒間的距離為d,其間電壓為U,則加速到上述能量所需回旋周數(shù)是多少?
3)加速到上述能量所需時間(不計通過縫隙的時間).
 

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