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，兩盒間的狹縫距離為d，。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，加速電壓為U。加速過(guò)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(guò)兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比；
（2）求粒子從靜止開(kāi)始加速到出口處(電場(chǎng)和磁場(chǎng))所需的總時(shí)間t；
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖，回旋加速器D形盒的半徑為R，用來(lái)加速質(zhì)量為m，電量為q的質(zhì)子，質(zhì)子每次經(jīng)過(guò)電場(chǎng)區(qū)時(shí)，都恰好在電壓為U時(shí)并被加速，且電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)。質(zhì)子由靜止加速到能量為E后，由A孔射出，下列說(shuō)法正確的是
A．D形盒半徑R、磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，若加速電壓U越高，質(zhì)子的能量E將越大
B．磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，若加速電壓U不變， D形盒半徑R越大、質(zhì)子的能量E將越大
C．D形盒半徑R、磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，若加速電壓U越高, 質(zhì)子的在加速器中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間將越長(zhǎng)
D．D形盒半徑R、磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，若加速電壓U越高，質(zhì)子在加速器中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間將越短

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科目：高中物理 來(lái)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(chǎng)，使粒子在通過(guò)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，如圖所示。在保持勻強(qiáng)磁場(chǎng)和加速電壓不變的情況下用同一裝置分別對(duì)質(zhì)子()和氦核()加速，則下列說(shuō)法中正確的是（  ）
A．質(zhì)子與氦核所能達(dá)到的最大速度之比為l：2
B．質(zhì)子與氦核所能達(dá)到的最大速度之比為2：l
C．加速質(zhì)子、氦核時(shí)交流電的周期之比為2：l
D．加速質(zhì)子、氦核時(shí)交流電的周期之比為l：2

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，回旋加速器是用來(lái)加速帶電粒子使它獲得很大動(dòng)能的裝置．其核心部分是兩個(gè)D型金屬盒，置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩盒分別與高頻電源相連。則下列說(shuō)法正確的是( D  )
A．離子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期隨半徑增大
B．離子從磁場(chǎng)中獲得能量
C．帶電粒子加速所獲得的最大動(dòng)能與加速電壓的大小有關(guān)
D．帶電粒子加速所獲得的最大動(dòng)能與金屬盒的半徑有關(guān)

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，回旋加速器D形盒的半徑為R，用來(lái)加速質(zhì)量為m，電量為q的質(zhì)子，質(zhì)子每次經(jīng)過(guò)電場(chǎng)區(qū)時(shí)，都恰好被電壓為U的電場(chǎng)加速，且電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)，使質(zhì)子由靜止加速到能量為E后，由A孔射出 。下列說(shuō)法正確的是（     ） 
A．若加速電壓U越高,質(zhì)子的能量E將越大。
B．若D形盒半徑R越大，質(zhì)子的能量E將越大。
C．若加速電壓U越高,質(zhì)子在加速器中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間將越長(zhǎng)。
D．若加速電壓U越高,質(zhì)子在加速器中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間將越短。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖15-5-20所示，有a、b、c、d四個(gè)離子，它們帶同種電荷且電荷量相等，它們的速率關(guān)系為va＜vb=vc＜vd，質(zhì)量關(guān)系為ma=mb＜mc=md.進(jìn)入速度選擇器后，有兩種離子從速度選擇器中射出，由此可以判定(    )

圖15-5-20
A．射向P1的是a粒子B．射向P2的是b粒子
C．射向A1的是c粒子D．射向A2的是d粒子

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（22分）如圖所示，平面直角坐標(biāo)系xoy中，在第二象限內(nèi)有豎直放置的兩平行金屬板，其中右板開(kāi)有小孔；在第一象限內(nèi)存在內(nèi)、外半徑分別為、R的半圓形區(qū)域，其圓心與小孔的連線與x軸平行，該區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里：在y<0區(qū)域內(nèi)有電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向與x軸負(fù)方向的夾角為60°。一個(gè)質(zhì)量為m，帶電量為－q的粒子（不計(jì)重力），從左金屬板由靜止開(kāi)始經(jīng)過(guò)加速后，進(jìn)入第一象限的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。求:

（1）若兩金屬板間的電壓為U，粒子離開(kāi)金屬板進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度是多少?
（2）若粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，剛好不能進(jìn)入的中心區(qū)域，此情形下粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度大小。
（3）在（2）情形下，粒子運(yùn)動(dòng)到y(tǒng)<0的區(qū)域，它第一次在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（22分）如圖所示，在一二象限內(nèi)范圍內(nèi)有豎直向下的運(yùn)強(qiáng)電場(chǎng)E，電場(chǎng)的上邊界方程為。在三四象限內(nèi)存在垂直于紙面向里、邊界方程為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)�，F(xiàn)在第二象限中電場(chǎng)的上邊界有許多質(zhì)量為m，電量為q的正離子，在處有一熒光屏，當(dāng)正離子達(dá)到熒光屏?xí)r會(huì)發(fā)光，不計(jì)重力和離子間相互作用力。

（1）求在處釋放的離子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度。
（2）若僅讓橫坐標(biāo)的離子釋放，它最后能經(jīng)過(guò)點(diǎn)，求從釋放到經(jīng)過(guò)點(diǎn)所需時(shí)間t.
（3）若同時(shí)將離子由靜止釋放，釋放后一段時(shí)間發(fā)現(xiàn)熒光屏上只有一點(diǎn)持續(xù)發(fā)出熒光。求該點(diǎn)坐標(biāo)和磁感應(yīng)強(qiáng)度。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

用回旋加速器來(lái)加速質(zhì)子，為了使質(zhì)子獲得的動(dòng)能增加為原來(lái)的4倍，原則上可采用下列哪幾種方法：（     ）
A．將其磁感應(yīng)強(qiáng)度增大為原來(lái)的2倍
B．將其磁感應(yīng)強(qiáng)度增大為原來(lái)的4倍
C．將D形金屬盒的半徑增大為原來(lái)的2倍
D．將D形金屬盒的半徑增大為原來(lái)的4倍

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