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回旋加速器主體部分是兩個D形金屬盒。兩金屬盒處在垂直于盒底的勻強磁場中,并分別與高頻交流電源兩極相連接,從而使粒子每次經過兩盒間的狹縫時都得到加速,如圖所示。在粒子質量不變和D形盒外徑R固定的情況下,下列說法正確的是(     )
A.粒子每次在磁場中偏轉的時間隨著加速次數(shù)的增加而增大
B.粒子在電場中加速時每次獲得的能量相同
C.增大高頻交流的電壓,則可以增大粒子最后偏轉出D形盒時的動能
D.將磁感應強度B減小,則可以增大粒子最后偏轉出D形盒時的動能
B

試題分析:粒子在勻強磁場中偏轉的時間都是周期的一半,而粒子的周期,與速度無關,所以粒子每次在磁場中偏轉的時間一樣長,A錯;粒子在電場中加速時每次獲得的能量都等于電場力做的功,即,B正確;粒子最后偏轉出D形盒時滿足軌道半徑等于D形盒半徑,即,,電壓只是改變粒子的加速次數(shù)或運動(圈數(shù))時間,C錯;回旋加速器要求交流電周期與粒子圓周運動周期一致,改變磁感應強度B意味著改變粒子的周期()和交流電周期,且減小B會使粒子最后偏轉出D形盒時的動能變小,D錯。
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

在如圖所示的xoy坐標系中,僅在x軸上方有垂直于xoy平面向里、范圍足夠大的勻強磁場Ⅰ.質量為m,電荷量為q的負粒子在xoy平面內運動,某時刻經過y軸上y=a的P點,速度方向與y軸正方向夾角為θ=30°,經過時間t0粒子第一次經過x軸,速度方向與粒子在P點速度方向相反,不計重力.
(1)求粒子運動的速率v0和磁場Ⅰ的磁感應強度B1
(2)若粒子經過P點時,在x軸上方再疊加一個方向垂直于xoy平面的勻強磁場Ⅱ,使粒子能在磁場中做完整的圓周運動,求勻強磁場Ⅱ的磁感應強度B2的大小和方向;
(3)若粒子經過P點時,加一方向在xoy平面內的勻強電場,粒子在復合場中運動時經過了A(2x0,yA)、C(x0,yC)兩點,如圖所示,粒子在A點的動能是P點動能的
1
3
,在C點的動能是P點動能的
2
3
,求電場強度E的大小和方向.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

關于回旋粒子加速器,下列說法正確的是( 。
①加速器中的電場和磁場都可以使帶電粒子加速
②加速器的半徑越大粒子從加速器射出時能量越大
⑨加速電場的電壓越大粒子從加速器射出時能量越大
④加速器中的磁感強度越大粒子從加速器射出時能量越大.
A.①②B.①③C.②③D.②④

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

圖甲是用來加速帶電粒子的回旋加速器的示意圖,其核心部分是兩個D形金屬盒,在加速帶電粒子時,兩金屬盒置于勻強磁場中,并分別與高頻電源相連.帶電粒子在運動中的動能Ek隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示,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.從Ek-t圖可知,要想粒子獲得的最大動能越大,則要求D形盒的面積也越大
B.在Ek-t圖中應有t4-t3=t3-t2=t2-t1
C.高頻電源的變化周期應該等于tn-tn-1
D.從Ek-t圖可知,粒子加速次數(shù)越多,粒子的最大動能一定越大

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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,其原理如下圖所示,這臺加速器由兩個銅質D形盒D1、D2構成,其間留有空隙.下列說法正確的是
A.離子從D形盒之間空隙的電場中獲得能量
B.回旋加速器只能用來加速正離子
C.離子在磁場中做圓周運動的周期是加速交變電壓周期的一半
D.離子在磁場中做圓周運動的周期與加速交變電壓周期相等

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示為一種獲得高能粒子的裝置,環(huán)形區(qū)域內存在垂直紙面向外、磁感應強度大小可調的均勻磁場(環(huán)形區(qū)域的寬度非常。。質量為m、電荷量為+q的粒子可在環(huán)中做半徑為R的圓周運動。A、B為兩塊中心開有小孔的距離很近的極板,原來電勢均為零,每當帶電粒子經過A板準備進入AB之間時,A板電勢升高為+U,B板電勢仍保持為零,粒子在兩板間的電場中得到加速。每當粒子離開B板時,A板電勢又降為零。粒子在電場中一次次加速下動能不斷增大,而在環(huán)形磁場中繞行半徑R不變。(設極板間距遠小于R) 下列說法正確的是

A.粒子從A板小孔處由靜止開始在電場力作用下加速,繞行n圈后回到A板時獲得的總動能為2nqU
B.粒子在繞行的整個過程中,每一圈的運動時間不變
C.為使粒子始終保持在半徑為R的圓軌道上運動,磁場的磁感應強度大小必須周期性遞減
D.粒子繞行第n圈時的磁感應強度為

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

質譜儀原理如圖所示,a為粒子加速器,電壓為U1;b為速度選擇器,磁場與電場正交,磁感應強度為B1,板間距離為d;c為偏轉分離器,磁感應強度為B2,今有一質量為m,電量為+e的電子(不計重力),經加速后,該粒子恰能通過速度選擇器,粒子進入分離器后做半徑為R的勻速圓周運動.

求:(1)粒子的速度v;
(2)速度選擇器的電壓U2;
(3)粒子在磁感應強度為B2磁場中做勻速圓周運動的半徑R.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

物理理論成果總要推動社會實踐科學的應用和發(fā)展,下列實踐成果中屬于應用了帶電粒子在磁場中的偏轉原理的是:(       )
A.回旋加速器B.避雷針C.電視顯像管D.驗電器

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

圖4是測量帶電粒子質量的儀器的工作原理示意圖.設法使某有機化合物的氣態(tài)分子導入圖中所示的容器A中,使它受到電子束轟擊,失去一個電子變?yōu)檎粌r的分子離子.分子離子從狹縫S1以很小的速度進入電壓為U的加速電場區(qū)(初速不計),加速后,再通過狹縫S2S3射入磁感應強度為B的勻強磁場,方向垂直于磁場區(qū)的界面PQ.最后,分子離子打到感光片上,形成垂直于紙面且平行于狹縫S3的細線.若測得細線到狹縫S3的距離為d,試導出分子離子的質量m的表達式.

圖4

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