(2011?順德區(qū)模擬)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接的兩個D形金屬盒,兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場,使粒子在通過狹縫時都能得到加速,兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場中,如圖所示,若要增大帶電粒子從D形盒中射出時的動能,可采用的方法是( 。
分析:回旋加速器中帶電粒子在電場被加速,每通過電場,動能被增加一次;而在磁場里做勻速圓周運(yùn)動,通過磁場時只改變粒子的運(yùn)動方向,動能卻不變.因此帶電粒子在一次加速過程中,電場電壓越大,動能增加越大.但從D形盒中射出的動能,除與每次增加的動能外,還與加速次數(shù)有關(guān).所以加速電壓越大,回旋次數(shù)越少,最大動能只由磁感應(yīng)強(qiáng)度和D形金屬盒的半徑?jīng)Q定.
解答:解:帶電粒子從D形盒中射出時的動能  Ekm=
1
2
mvm2 (1)
    帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動,則圓周半徑  R=
mvm
Bq
   (2)
      由(1)(2)可得Ekm=
R2q2B2
2m

  顯然,當(dāng)帶電粒子q、m一定的,則Ekm∝R2 B2
即Ekm隨磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B、D形金屬盒的半徑R的增大而增大,與加速電場的電壓和狹縫距離無關(guān),
故選A、D.
點(diǎn)評:本題回旋加速器考查電磁場的綜合應(yīng)用:在電場中始終被加速,在磁場中總是勻速圓周運(yùn)動.所以容易讓學(xué)生產(chǎn)生誤解:增加射出的動能由加速電壓與縫間決定.原因是帶電粒子在電場中動能被增加,而在磁場中動能不變.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?順德區(qū)模擬)我國未來將建立月球基地,并在繞月軌道上建造空間站.如圖,關(guān)閉動力的航天飛機(jī)在月球引力作用下經(jīng)橢圓軌道向月球靠近,并將與空間站B處對接.已知空間站繞月軌道半徑為r,周期為T,萬有引力常量為G,下列說法中正確的是( 。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?順德區(qū)模擬)如圖所示,BC為半徑等于R=0.4
2
m
豎直放置的光滑細(xì)圓管,O為細(xì)圓管的圓心,BO與豎直線的夾角為45°;在圓管的末端C連接一光滑水平面,水平面上一質(zhì)量為M=1.5kg的木塊與一輕質(zhì)彈簧拴接,輕彈簧的另一端固定于豎直墻壁上.現(xiàn)有一質(zhì)量為m=0.5kg的小球從O點(diǎn)正上方某處A點(diǎn)以v0水平拋出,恰好能垂直O(jiān)B從B點(diǎn)進(jìn)入細(xì)圓管,小球從進(jìn)入圓管開始即受到始終豎直向上的力F=5N的作用,當(dāng)小球運(yùn)動到圓管的末端C時作用力F立即消失.小球過后與木塊發(fā)生完全非彈性碰撞(g=10m/s2).求:
(1)小球在A點(diǎn)水平拋出的初速度v0;
(2)小球在圓管運(yùn)動中對圓管的壓力N;
(3)彈簧的最大彈性勢能EP

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?龍湖區(qū)模擬)如圖所示,實線為電場線,虛線為一僅受電場力作用的帶電粒子的運(yùn)動軌跡,a、b、c為虛實線的交點(diǎn).由圖可以判斷帶電粒子(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

(2003?順德區(qū)模擬)20世紀(jì)40年代,我國物理學(xué)家朱洪元先生提出,電子在勻強(qiáng)磁場中作勻速圓周運(yùn)動時會發(fā)出“同步輻射光”,輻射光的頻率是電子作勻速圓周運(yùn)動頻率的k倍,大量實驗證明,朱洪元先生的上述理論是正確的,并準(zhǔn)確測定了k的數(shù)值,近年來同步輻射光已被應(yīng)用于大規(guī)模集成電路的光刻工藝中.若電子在某勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動時產(chǎn)生的同步輻射光的頻率為f,電子質(zhì)量為m,電量為e,不計電子發(fā)出同步輻射光時損失的能量及對其速率和軌道的影響
(1)寫出電子作勻速圓周運(yùn)動的周期T與同步輻射光的頻率f之間的關(guān)系式
(2)求此勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小
(3)若電子作勻速圓周運(yùn)動的半徑為R,求子電運(yùn)動的速率.

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案