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(shuō)法正確的是(   )
A.粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
B.粒子由A0運(yùn)動(dòng)到A1比粒子由A2運(yùn)動(dòng)到A3所用時(shí)間少
C.粒子的軌道半徑與它被電場(chǎng)加速的次數(shù)成正比
D.粒子的運(yùn)動(dòng)周期和運(yùn)動(dòng)速率成正比

試題分析:A、由于粒子在磁場(chǎng)中只受洛倫茲力,且洛倫茲力與運(yùn)動(dòng)方向垂直,所以粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng);正確
B、由可知粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期與半徑無(wú)關(guān),故粒子由運(yùn)動(dòng)到與粒子由運(yùn)動(dòng)到所用時(shí)間相等;錯(cuò)誤
C、由可得,,n為加速次數(shù),所以粒子的軌道半徑與它被電場(chǎng)加速的次數(shù)的平方根成正比;錯(cuò)誤
D、由可知粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期于速率無(wú)關(guān);錯(cuò)誤
故選A
點(diǎn)評(píng):回旋加速器中的帶電粒子運(yùn)動(dòng)的周期與軌跡半徑和速率無(wú)關(guān),粒子射出的動(dòng)能,粒子射出時(shí)的最大速度(動(dòng)能)由磁感應(yīng)強(qiáng)度和D形盒的半徑?jīng)Q定,與加速電壓無(wú)關(guān),加速電壓的高低只會(huì)影響帶電粒子加速的總次數(shù),并不影響回旋加速后的最大動(dòng)能。
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:問(wèn)答題

如圖所示,平行金屬板P、Q的中心分別有小孔O和O′,OO′連線與金屬板垂直,兩板間的電壓為U.在Q板的右側(cè)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.磁場(chǎng)右側(cè)邊界處的熒光屏MN與Q板間的距離為L(zhǎng),OO′連線的延長(zhǎng)線與MN相交于A點(diǎn).一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子,從小孔O處由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),通過(guò)小孔O′后進(jìn)入磁場(chǎng),最終打在MN上的A′點(diǎn).不計(jì)粒子重力.求:
(1)帶電粒子運(yùn)動(dòng)到小孔O′時(shí)的速度大;
(2)A′點(diǎn)與A點(diǎn)之間的距離.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

一個(gè)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(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,兩盒分別與交流電源相連.下列說(shuō)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(guò)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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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

回旋加速器D形盒的半徑為r,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一個(gè)質(zhì)量了m、電荷量為q的粒子在加速器的中央從速度為零開(kāi)始加速。

(1)求該回旋加速器所加交變電場(chǎng)的頻率;
(2)求粒子離開(kāi)回旋加速器時(shí)獲得的動(dòng)能;
(3)有同學(xué)想自利用該回旋加速器直接對(duì)質(zhì)量為m、電量為2q的粒子加速。能行嗎?行,說(shuō)明理由;不行,提出改進(jìn)方案.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示為質(zhì)譜儀的原理圖.利用這種質(zhì)譜儀可以對(duì)氫元素進(jìn)行測(cè)量.氫元素的各種同位素,從容器A下方的小孔S1進(jìn)入加速電壓為U的加速電場(chǎng),可以認(rèn)為從容器出來(lái)的粒子初速度為零.粒子被加速后從小孔S2進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),最后打在照相底片D上,形成ab、c三條質(zhì)譜線.關(guān)于氫的三種同位素進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速率的排列順序和三條譜線的排列順序,下列說(shuō)法中正確的是:
A.進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)速率從大到小的排列順序是氕、氘、氚
B.進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)速率從大到小的排列順序是氚、氘、氕
C.a、b、c三條譜線的排列順序是氕、氘、氚
D.ab、c三條譜線的排列順序是氘、氚、氕

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

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.在Ek—t圖中應(yīng)有t4一t3=t3一t2=t2—t1
B.高頻電源的變化周期應(yīng)該等于tn一tn-1
C.粒子加速次數(shù)越多,粒子最大動(dòng)能一定越大
D.要想粒子獲得的最大動(dòng)能越大,則要求D形盒的面積也越大

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科目:高中物理 來(lái)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,它的核心部分是兩個(gè)D形金屬盒,兩盒相距很近,分別和交變電源相連接,兩盒放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于盒底面,某一帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng),通過(guò)兩盒間的窄縫時(shí)反復(fù)被加速,當(dāng)達(dá)到最大圓周半徑時(shí)通過(guò)特殊裝置被引出。下列說(shuō)法正確的是
A.帶電粒子在回旋加速器中從磁場(chǎng)中獲得能量
B.帶電粒子在回旋加速器中從電場(chǎng)中獲得能量
C.高頻交變電源的電壓越大,帶電粒子從出口被引出時(shí)獲得的動(dòng)能越大
D.勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度越大,帶電粒子從出口被引出時(shí)獲得的動(dòng)能越大

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示為一質(zhì)譜儀的構(gòu)造原理示意圖,整個(gè)裝置處于真空環(huán)境中,離子源N可釋放出質(zhì)量均為m、電荷量均為q(q>0)的離子.離子的初速度很小,可忽略不計(jì).離子經(jīng)S1、S2間電壓為U的電場(chǎng)加速后,從狹縫S3進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,沿著半圓運(yùn)動(dòng)到照相底片上的P點(diǎn)處,測(cè)得P到S3的距離為x.求:

(1)離子經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后的速度v;
(2)離子的比荷(q/m)

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

質(zhì)譜儀的兩大重要組成部分是加速電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng),如圖為質(zhì)譜儀的原理圖.設(shè)想有一個(gè)靜止的質(zhì)量為m、帶電荷量為q的帶電粒子(不計(jì)重力),經(jīng)電壓為U的加速電場(chǎng)加速后垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中,帶電粒子打到底片上的P點(diǎn),設(shè)OP=x,則在下圖中能正確反映x與U之間關(guān)系的是

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同步練習(xí)冊(cè)答案