用來加速帶電粒子的回旋加速器，其核心部分是兩個(gè)D形金屬盒．在加速帶電粒子時(shí)，兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場中，兩盒分別與高頻電源相連．帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能Ek隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖所示，忽略帶電粒子在電場中的加速時(shí)間，則下列判斷正確的是．（　�。�
A．伴隨粒子動(dòng)能變大，應(yīng)有（t2-t1）＞（t3-t2）＞（t4-t3）
B．高頻電源的變化周期應(yīng)該等于2（tn-tn-1）
C．要想粒子獲得的最大動(dòng)能增大，可增加D形盒的半徑
D．粒子加速次數(shù)越多，粒子最大動(dòng)能一定越大

A、根據(jù)周期公式T=
2πm
qB
知，粒子的回旋的周期不變，與粒子的速度無關(guān)，所以t4-t3=t3-t2=t2-t1．故A錯(cuò)誤．
B、交流電源的周期必須和粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的周期一致，故電源的變化周期應(yīng)該等于2（tn-tn-1），故B正確；
C、根據(jù)半徑公式r=
mv
qB
知，v=
qBr
m
，則粒子的最大動(dòng)能Ek=
1
2
mv2=
q2B2r2
2m
，與加速的次數(shù)無關(guān)，與D形盒的半徑以及磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)．故C正確，D錯(cuò)誤．
故選：BC．
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

如圖所示，再第二象限和第四象限的正方形區(qū)域內(nèi)分別存在著面積相同的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B，方向相反，且都垂直與xoy平面；在第一象限內(nèi)存在著平行與xoy平，沿x軸方向的勻強(qiáng)磁場（圖中沒有畫出）；一電子由P（-d，d）點(diǎn)，沿x軸正方向射入磁場區(qū)域Ⅰ．（電子質(zhì)量為m，電荷量為e，sin53°=0.8）
（1）若電子離開磁場區(qū)域Ⅰ后直接進(jìn)入第三象限，求入射速度的范圍；
（2）若電子從（0，
d
2
）位置射出磁場Ⅰ，接著通過第一象限后直接垂直與x軸方向進(jìn)入磁場Ⅱ，求場強(qiáng)度E的大小及方向；
（3）求第（2）問中電子離開磁場Ⅱ時(shí)的位置坐標(biāo)．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示是一種簡化磁約束示意圖，可以將高能粒子約束起來．有一個(gè)環(huán)形勻強(qiáng)磁場區(qū)域的截面內(nèi)半徑R1，外半徑R2，被約束的粒子帶正電，比荷
q
m
=4.0×107C/kg，不計(jì)粒子重力和粒子間相互作用．（請(qǐng)?jiān)诖鹁碇泻喴鞒隽Ｗ舆\(yùn)動(dòng)軌跡圖）
（1）若內(nèi)半徑R1=1m，外半徑R2=3m，要使從中間區(qū)域沿任何方向，速率v=4×
107m/s的粒子射入磁場時(shí)都不能越出磁場的外邊界，則磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B至少為多大？
（2）若內(nèi)半徑R1=
3
m，外半徑R2=3m，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T，帶電粒子從中間區(qū)域沿半徑方向射入磁場，則粒子不能穿越磁場外邊界的最大速率vm是多少？
（3）若帶電粒子以（2）問中最大速率vm從圓心O出發(fā)沿圓環(huán)半徑方向射入磁場，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出其運(yùn)動(dòng)軌跡，并求出粒子從出發(fā)到第二次回到出發(fā)點(diǎn)所用的時(shí)間（結(jié)果可用分?jǐn)?shù)表示或保留二位有效數(shù)字）．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

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源兩極相連接的兩個(gè)D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的電場，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)磁場中，如圖所示，要增大帶電粒子射出時(shí)的動(dòng)能，則下列說法中正確的是（　�。�
A．減小磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度
B．增大勻強(qiáng)電場間的加速電壓
C．增大D形金屬盒的半徑
D．減小狹縫間的距離

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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，下述說法中不正確是（　�。�
A．電場的作用是使帶電粒子加速，動(dòng)能增大
B．電場和磁場交替使帶電粒子加速
C．磁場的作用是使帶電粒子在磁場中回旋，獲得多次被加速的機(jī)會(huì)
D．D形盒的半徑越大，射出的帶電粒子獲得的能量越多

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

質(zhì)譜儀是用來測定帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的重要裝置，在科學(xué)研究中具有重要應(yīng)用．如圖所示的是質(zhì)譜儀工作原理簡圖，電容器兩極板相距為d，兩板間電壓為U，極板間的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，方向垂直紙面向外．一束電荷量相同但質(zhì)量不同的粒子沿電容器的中線平行于極板射入電容器，沿直線穿過電容器后進(jìn)入另一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2的勻強(qiáng)磁場，方向垂直紙面向外．結(jié)果分別打在感光片上的a、b兩點(diǎn)，設(shè)a、b兩點(diǎn)之間距離為x，粒子所帶電荷量為q，且不計(jì)重力．則以下判斷正確的是（　�。�
A．該束帶電粒子的電性均相同，且均帶正電
B．該束帶電粒子的電性均相同，且均帶負(fù)電
C．該束帶電粒子的速度均相同，且均為
U
B1d
D．打在a、b兩點(diǎn)的粒子的質(zhì)量之差△m=
B1B2qdx
2U

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖，一束帶電粒子以一定的初速度沿直線通過由相互正交的勻強(qiáng)磁場(B)和勻強(qiáng)電場(E)組成的速度選擇器，然后粒子通過平板S上的狹縫P，進(jìn)入另一勻強(qiáng)磁場B′，最終打在A1A2上．下列表述正確的是

A．粒子帶負(fù)電
B．所有打在A1A2上的粒子，在磁場B′中運(yùn)動(dòng)時(shí)間都相同
C．能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于
D．粒子打在A1A2上的位置越靠近P，粒子的比荷越大

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（16分）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(shí)間可以忽略不計(jì)。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，加速電壓為U。加速過程中不考慮相對(duì)論效應(yīng)和重力作用。

（1）求粒子第2次和第1次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比；
（2）求粒子從靜止開始加速到出口處所需的時(shí)間t ；
（3）實(shí)際使用中，磁感應(yīng)強(qiáng)度和加速電場頻率都有最大值的限制。若某一加速器磁感應(yīng)強(qiáng)度和加速電場頻率的最大值分別為Bm、fm，試討論粒子能獲得的最大動(dòng)能E㎞。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示是醫(yī)用回旋加速器示意圖，其核心部分是兩個(gè)D形金屬盒，兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場中，并分別與高頻電源相連�，F(xiàn)分別加速氘核（）和氦核（）。下列說法中正確的是（    ）
A．它們的最大速度相同
B．它們的最大動(dòng)能相同
C．它們在D形盒中運(yùn)動(dòng)的周期相同
D．僅增大高頻電源的電壓可增大粒子的最大動(dòng)能

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