1930年勞倫斯制成了世界上第一臺(tái)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(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(chǎng)中，并分別與高頻電源相連．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，若忽略帶電粒子在電場(chǎng)中的加速時(shí)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(dòng)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(chǎng)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(dòng)時(shí)間可能不相同
D．不同粒子獲得的最大動(dòng)能都相同

A、根據(jù)公式r=
mv
qB
，有v=
qBr
m
，故最大動(dòng)能Ekm=
1
2
mv2=
q2B2r2
2m
，與加速次數(shù)無關(guān)，故A錯(cuò)誤；
B、增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，根據(jù)公式T=
2πm
qB
，可知，運(yùn)動(dòng)的周期減小，為保證該粒子每次進(jìn)入電場(chǎng)均被加速，應(yīng)減小周期，即增大高頻電源交流電的頻率，故B正確；
C、根據(jù)T=
2πm
qB
，粒子回旋周期不變，在Ek-t圖中應(yīng)有t4-t3=t3-t2=t2-t1，故C錯(cuò)誤；
D、根據(jù)公式r=
mv
qB
，有v=
qBr
m
，故最大動(dòng)能Ekm=
1
2
mv2=
q2B2r2
2m
，不同粒子獲得的最大動(dòng)能都不同，故D錯(cuò)誤；
故選：B．
練習(xí)冊(cè)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，在直角坐標(biāo)系xOy內(nèi)，有一質(zhì)量為m，電量為+q的電荷從原點(diǎn)O點(diǎn)沿y軸正方向以初速度v0出發(fā)，電荷重力不計(jì)，現(xiàn)要求電荷能通過P點(diǎn)（a，-b），|a|＞|b|，速度的大小不變．為了滿足上述要求，需在電荷運(yùn)動(dòng)的空間范圍內(nèi)加上一個(gè)垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，試設(shè)計(jì)三種不同強(qiáng)度和空間區(qū)域的磁場(chǎng)以滿足題中的要求．（說明：粒子過P點(diǎn)時(shí)速度的方向可以是任意的，但在xoy平面內(nèi)）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

在平面直角坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)存在一有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.1T，方向垂直于xOy平面向里，在坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一正離子放射源，放射出的正離子的比荷都為
q
m
=1×106C/kg，且速度方向與磁場(chǎng)方向垂直．若各離子間的相互作用和離子的重力都可以忽略不計(jì)．
（1）如圖甲所示，若第一象限存在直角三角形AOC的有界磁場(chǎng)，∠OAC=30°，AO邊的長(zhǎng)度l=0.3m，正離子從O點(diǎn)沿x軸正方向以某一速度射入，要使離子恰好能從AC邊射出，求離子的速度大小及離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間．
（2）如圖乙所示，若第一象限存在一未知位置的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，正離子放射源放射出不同速度的離子，所有正離子入射磁場(chǎng)的方向均沿x軸正方向，且最大速度vm=4.0×104m/s，為保證所有離子離開磁場(chǎng)的時(shí)候，速度方向都沿y軸正方向，試求磁場(chǎng)的最小面積，并在圖乙中畫出它的形狀．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

回旋加速器是獲得高能帶電粒子的裝置．其核心部分是分別與高頻交流電源的兩極相連的兩個(gè)D形盒，兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場(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的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．關(guān)于回旋加速器，下列說法中正確的是（　　）
A．磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子的洛倫茲力對(duì)粒子不做功，因此帶電粒子從D形盒射出時(shí)的動(dòng)能與磁場(chǎng)的強(qiáng)弱無關(guān)
B．狹縫間的電場(chǎng)對(duì)粒子起加速作用，因此加速電壓越大，帶電粒子從D形盒射出時(shí)的動(dòng)能越大
C．用同一回旋加速器分別加速不同的帶電粒子，一般要調(diào)節(jié)交變電場(chǎng)的頻率
D．帶電粒子做一次圓周運(yùn)動(dòng)，被加速兩次，因此交變電場(chǎng)的周期應(yīng)為圓周運(yùn)動(dòng)周期的二倍

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

用回旋加速器加速粒子，待加速粒子的荷質(zhì)比c定，為增加加速所能達(dá)到的最大速度，可采取的措施是（　�。�
A．提高周期性變化電壓的最大值
B．減小周期性變化電壓的周期
C．減小勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度
D．增大D形盒的半徑

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

如圖所示，A選項(xiàng)中的是回旋加速器的原理圖，B選項(xiàng)中的是研究自感現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)電路圖，C選項(xiàng)中的是歐姆表的內(nèi)部電路圖，D選項(xiàng)中的圖是動(dòng)圈式話筒的原理圖，下列說法正確的是（　�。�
A．
是加速帶電粒子的裝置，其加速電壓越大，帶電粒子最后獲得的速度越大
B．
電路開關(guān)斷開瞬間，燈泡A一定會(huì)突然閃亮一下
C．
在測(cè)量電阻前，需兩表筆短接，調(diào)節(jié)R1使指針指向0Ω
D．
利用了電磁感應(yīng)的原理，聲波使膜片振動(dòng)，從而帶動(dòng)音圈產(chǎn)生感應(yīng)電流

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

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(dòng)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(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(duì)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(dòng)時(shí)，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(shí)間約為
C．粒子能獲得的最大動(dòng)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(dòng)能越大

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（10分）有一種質(zhì)譜儀的工作原理圖如圖所示。靜電分析器是四分之一圓弧的管腔，內(nèi)有沿圓弧半徑方向指向圓心O1的電場(chǎng)，且與圓心O1等距各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等。磁分析器中以O(shè)2為圓心、圓心角為90°的扇形區(qū)域內(nèi)，分布著方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其左邊界與靜電分析器的右邊界平行。由離子源發(fā)出一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子（初速度為零，重力不計(jì)），經(jīng)加速電場(chǎng)加速后，從M點(diǎn)沿垂直于該點(diǎn)的電場(chǎng)方向進(jìn)入靜電分析器，在靜電分析器中，離子沿半徑為R的四分之一圓弧做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，并從N點(diǎn)射出靜電分析器。而后離子由P點(diǎn)射入磁分析器中，最后離子沿垂直于磁分析器下邊界的方向從Q點(diǎn)射出，并進(jìn)入收集器。已知加速電場(chǎng)的電壓為U，磁分析器中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。

（1）請(qǐng)判斷磁分析器中磁場(chǎng)的方向；
（2）求靜電分析器中離子運(yùn)動(dòng)軌跡處電場(chǎng)強(qiáng)度E的大�。�
（3）求磁分析器中Q點(diǎn)與圓心O2的距離d。

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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(tái)回旋加速器，其原理如圖所示．這臺(tái)加速器由兩個(gè)銅質(zhì)D形盒D1、D2構(gòu)成，其間留有空隙，下列說法正確的是(　 　)
A．電場(chǎng)用來加速帶電粒子，磁場(chǎng)則使帶電粒子回旋
B．電場(chǎng)和磁場(chǎng)同時(shí)用來加速帶電粒子
C．在交流電壓一定的條件下，回旋加速器的半徑越大，則帶電粒子獲得的動(dòng)能越大
D．同一帶電粒子獲得的最大動(dòng)能只與交流電壓的大小有關(guān)，而與交流電壓的頻率無關(guān)

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