一個用于加速質(zhì)子的回旋加速器,其核心部分如圖所示,D形盒半徑為R,垂直D形盒底面的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,兩盒分別與交流電源相連.下列說法正確的是

A.質(zhì)子被加速后的最大速度隨B、R的增大而增大
B.質(zhì)子被加速后的最大速度隨加速電壓的增大而增大
C.只要R足夠大,質(zhì)子的速度可以被加速到任意值
D.為了使質(zhì)子每次經(jīng)過D形盒間縫隙時(shí)都能得到加速,應(yīng)使交變電壓的周期等于質(zhì)子的回旋周期
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試題分析:粒子在磁場中運(yùn)動時(shí),洛倫茲力提供向心力,滿足,則,由此可知質(zhì)子的最大速度只與粒子本身的荷質(zhì)比,加速器半徑,和磁場大小有關(guān),與加速電壓無關(guān),當(dāng)r=R時(shí),vm最大,質(zhì)子被加速后的最大速度隨B、R的增大而增大,與加速的電壓無關(guān),A選項(xiàng)正確,B、C選項(xiàng)錯誤;運(yùn)動周期(電場中加速時(shí)間忽略不計(jì)),故使交變電壓的周期等于質(zhì)子的回旋周期,D選項(xiàng)正確。理解回旋加速器工作原理,熟練運(yùn)用相關(guān)公式,便可解出此題。
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:單選題

帶電量相等的兩粒子分別垂直進(jìn)人同一勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動,如果它們的圓周運(yùn)功半徑恰好相等,這說明它們在剛進(jìn)入磁場時(shí)( 。
A.速率相等B.質(zhì)量和速率的乘積相等
C.質(zhì)量相等D.動能相等

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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: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能越大

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示為質(zhì)譜儀測定帶電粒子質(zhì)量的裝置的示意圖。速度選擇器(也稱濾速器)中場強(qiáng)E的方向豎直向下,磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的方向垂直紙面向里,分離器中磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的方向垂直紙面向外。在S處有甲、乙、丙、丁四個一價(jià)正離子垂直于E和B1入射到速度選擇器中,若m=m<m=m,v<v=v<v,在不計(jì)重力的情況下,則分別打在P1、P2、P3、P4四點(diǎn)的離子分別是(   )
A.甲、乙、丙、丁B.甲、丁、乙、丙
C.丙、丁、乙、甲D.甲、乙、丁、丙

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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,且與圓心O1等距各點(diǎn)的電場強(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,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)加速電場加速后,從M點(diǎn)沿垂直于該點(diǎn)的電場方向進(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,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。已知加速電場的電壓為U,磁分析器中磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。

(1)請判斷磁分析器中磁場的方向;
(2)求靜電分析器中離子運(yùn)動軌跡處電場強(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

如圖,甲圖是回旋加速器的原理示意圖。其核心部分是兩個D型金屬盒,在加速帶電粒子時(shí),兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場中(磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒定),并分別與高頻電源相連。加速時(shí)某帶電粒子的動能EK隨時(shí)間t變化規(guī)律如乙圖所示,若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.高頻電源的變化周期應(yīng)該等于tn-tn-2
B.在EK-t圖象中t4-t3=t3-t2=t2-t1
C.粒子加速次數(shù)越多,粒子獲得的最大動能一定越大
D.不同粒子獲得的最大動能都相同

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

回旋加速器是利用較低電壓的高頻電源,使粒子經(jīng)多次加速獲得巨大速度的一種儀器,工作原理如圖。下列說法正確的是(   )
A.粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動
B.粒子由A0運(yùn)動到A1比粒子由A2運(yùn)動到A3所用時(shí)間少
C.粒子的軌道半徑與它被電場加速的次數(shù)成正比
D.粒子的運(yùn)動周期和運(yùn)動速率成正比

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

質(zhì)譜儀是測量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重要工具,如圖為質(zhì)譜儀原理示意圖.現(xiàn)利用這種質(zhì)譜議對氫元素進(jìn)行測量.氫元素的各種同位素從容器A下方的小孔S無初速度飄入電勢差為U的加速電場,加速后垂直進(jìn)入磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中.氫的三種同位素氕、氘、氚的電量之比為1:1:1,質(zhì)量之比為1:2:3,它們最后打在照相底片D上,形成a、b、c三條“質(zhì)譜線”. 關(guān)于三種同位素進(jìn)入磁場時(shí)速度的排列順序和a、b、c三條“質(zhì)譜線” 的排列順序,下列判斷正確的是           。
A.進(jìn)入磁場時(shí)速度從大到小排列的順序是氚、氘、氕
B.進(jìn)入磁場時(shí)速度從大到小排列的順序是氘、氚、氕
C.a(chǎn)、b、c三條質(zhì)譜線依次排列的順序是氘、氚、氕
D.a(chǎn)、b、c三條質(zhì)譜線依次排列的順序是氚、氘、氕

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