如圖15-6-2所示，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兩極相連接的兩個(gè)D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的勻強(qiáng)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面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向如圖所示.設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，D形金屬盒的半徑為R，狹縫間的距離為d，勻強(qiáng)電場(chǎng)間的加速電壓為U.要增大帶電粒子（電荷量為q，質(zhì)量為m，不計(jì)重力）射出時(shí)的動(dòng)能，則下列方法中正確的是（    ）

圖15-6-2

A.增大加速電場(chǎng)間的加速電壓            B.減小狹縫間的距離

C.增大磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度                D.增大D形金屬盒的半徑

CD


解析:

根據(jù)題意分析得：回旋加速器的原理決定了帶電粒子是在兩盒間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中被加速的，磁場(chǎng)的作用只是讓粒子受到洛倫茲力，洛倫茲力不做功，提供向心力，F(xiàn)向=f=qvB=，得到：運(yùn)動(dòng)的周期T=.這個(gè)周期與電場(chǎng)方向變化的周期正好相等，所以每次經(jīng)過電場(chǎng)時(shí)都會(huì)被加速，速度會(huì)越來越大，根據(jù)半徑r=得到當(dāng)半徑接近D形金屬盒的半徑時(shí)，再離開加速器.所以要想增大粒子的動(dòng)能，必須讓粒子被加速的次數(shù)越多越好，當(dāng)增加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B時(shí)，粒子運(yùn)動(dòng)的周期變小，被加速的次數(shù)會(huì)增多，當(dāng)增大D形金屬盒的半徑時(shí)，也會(huì)增加被加速的次數(shù)，所以粒子射出時(shí)的動(dòng)能就變大.而增大加速電壓和減小狹縫間的距離，都不會(huì)增加加速次數(shù)，達(dá)不到增大最終動(dòng)能的目的，所以本題的正確選項(xiàng)應(yīng)該為C、D.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖15-6-7所示是一種獲得高能粒子的裝置，環(huán)行區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外、大小可調(diào)節(jié)的均勻磁場(chǎng).質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子在環(huán)中做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng).A、B為兩塊中心開有小孔的極板，原來電勢(shì)都為零.每當(dāng)粒子飛經(jīng)A板時(shí)，A板電勢(shì)升高為+U，B板電勢(shì)仍保持為零，粒子在兩極板間電場(chǎng)中得到加速，每當(dāng)粒子經(jīng)過B板時(shí)，A板電勢(shì)又降為零.粒子在電場(chǎng)一次次加速下動(dòng)能不斷增大，而繞行半徑不變.

圖15-6-7

(1)設(shè)t=0時(shí)，粒子靜止在A板小孔處，在電場(chǎng)作用下加速，并繞行一圈，求粒子繞行n圈回到A板時(shí)獲得的總動(dòng)能En;

(2)為使粒子始終保持在半徑為R的圓軌道上運(yùn)動(dòng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度必須周期性遞增，求粒子繞行第n圈時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度Bn;

(3)求粒子繞行n圈所需的總時(shí)間tn(設(shè)極板間距遠(yuǎn)小于R);

(4)在粒子繞行過程中，A板電勢(shì)是否始終保持為+U，為什么？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖15-6-2所示，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兩極相連接的兩個(gè)D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的勻強(qiáng)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面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向如圖所示.設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，D形金屬盒的半徑為R，狹縫間的距離為d，勻強(qiáng)電場(chǎng)間的加速電壓為U.要增大帶電粒子（電荷量為q，質(zhì)量為m，不計(jì)重力）射出時(shí)的動(dòng)能，則下列方法中正確的是（    ）

圖15-6-2

A.增大加速電場(chǎng)間的加速電壓            B.減小狹縫間的距離

C.增大磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度                  D.增大D形金屬盒的半徑

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科目：高中物理 來源： 題型：

在如圖15-6-9所示的空間區(qū)域里，y軸左方有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)方向跟y軸負(fù)方向成30°角，大小為E= 4.0×105N/C，y軸右方有一垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，有一質(zhì)子以速度v0= 2.0×106m/S?由x軸上A點(diǎn)（OA=10cm）第一次沿軸正方向射入磁場(chǎng)，第二次沿x軸負(fù)方向射入磁場(chǎng)，回旋后都垂直射入電場(chǎng)，最后又進(jìn)入磁場(chǎng)，已知質(zhì)子質(zhì)量m為1.6×10 -27kg.求：

（1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；

（2）質(zhì)子兩次在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比；

（3）質(zhì)子兩次在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間各為多少.

圖15-6-9

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科目：高中物理 來源： 題型：

在如圖15-6-9所示的空間區(qū)域里，y軸左方有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)方向跟y軸負(fù)方向成30°角，大小為E= 4.0×105N/C，y軸右方有一垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，有一質(zhì)子以速度v0= 2.0×106m/S?由x軸上A點(diǎn)（OA=10cm）第一次沿軸正方向射入磁場(chǎng)，第二次沿x軸負(fù)方向射入磁場(chǎng)，回旋后都垂直射入電場(chǎng)，最后又進(jìn)入磁場(chǎng)，已知質(zhì)子質(zhì)量m為1.6×10 -27kg.求：

（1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；

（2）質(zhì)子兩次在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比；

（3）質(zhì)子兩次在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間各為多少.

          

圖15-6-9　　　　          圖15-6-10

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