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形盒底面的勻強磁場的磁感應(yīng)強度為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

A、B、由qvB=m
v2
r
得v=
qBr
m
,當(dāng)r=R時,v最大,v=
qBR
m
,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),故A正確,B錯誤;
C、由T=
2πr
v
得v=
2πr
T
=2πfr.當(dāng)r=R時,v最大,此v=2πfR,但考慮到狹義相對論,任何物體速度不可能超過光速,故C錯誤;
D、使質(zhì)子每次經(jīng)過D形盒間縫隙時都能得到加速,應(yīng)使交變電壓的周期等于質(zhì)子的回旋周期.故D正確;
故選:AD
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:問答題

如圖,某一初速度為v0的帶電粒子進入一垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強度大小為B的有界勻強磁場,粒子垂直進入磁場時的速度與水平方向成θ=45°角,接著垂直進入一水平寬度為L、方向豎直向上的勻強電場(E大小未知),粒子穿出電場時速度大小變?yōu)樵瓉淼?span dealflag="1" mathtag="math" >
2
倍.已知帶電粒子的質(zhì)量為m、電荷量為q,重力不計.
(1)分析判斷粒子的電性;
(2)求磁場的水平寬度d;
(3)求該勻強電場的電場強度E的大。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

如圖所示為兩個橫截面分別為圓和正方形,磁感應(yīng)強度相同的勻強磁場,圓的直徑和正方形的邊長相等,兩個電子分別以相同的速度同時飛人兩個磁場區(qū)域,速度方向均與磁場方向垂直,進入圓形磁場的電子初速度方向?qū)?zhǔn)圓心;進入正方形磁場的電子初速度方向垂直于邊界,從中點進入.則下面判斷正確的是( 。
A.兩電子在兩磁場中運動時,其半徑一定相同
B.兩電子在磁場中運動的時間有可能相同
C.進入圓形磁場區(qū)域的電子可能先飛離磁場
D.進入圓形磁場區(qū)域的電子可能后飛離磁場

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

如圖所示,在X>0,Y>0的空間中有恒定的勻強磁場,磁感應(yīng)強度的方向垂直于XOY平面向里,大小為B.現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電量為q的帶正電粒子,從在x軸上的某點P沿著與x軸成300角的方向射入磁場.不計重力的影響,則下列有關(guān)說法中正確的是( 。
A.只要粒子的速率合適,粒子就可能通過坐標(biāo)原點
B.粒子一定不可能通過坐標(biāo)原點
C.粒子在磁場中運動所經(jīng)歷的時間可能為
πm
Bq
D.粒子在磁場中運動所經(jīng)歷的時間可能為
πm
6Bq

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

如圖為回旋加速器的示意圖.其核心部分是兩個D型金屬盒,置于磁感應(yīng)強度大小恒定的勻強磁場中,并與高頻交流電源相連.帶電粒子在D型盒中心附近由靜止釋放,忽略帶電粒子在電場中的加速時間,不考慮相對論效應(yīng).欲使粒子在D型盒內(nèi)運動的時間增大為原來的2倍,下列措施可行的是( 。
A.僅將磁感應(yīng)強度變?yōu)樵瓉淼?倍
B.僅將交流電源的電壓變?yōu)樵瓉淼?span mathtag="math" >
1
2
C.僅將D型盒的半徑變?yōu)樵瓉淼?span dealflag="1" mathtag="math" >
2
D.僅將交流電源的周期變?yōu)樵瓉淼?倍

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

關(guān)于回旋加速器,下述說法中不正確是(  )
A.電場的作用是使帶電粒子加速,動能增大
B.電場和磁場交替使帶電粒子加速
C.磁場的作用是使帶電粒子在磁場中回旋,獲得多次被加速的機會
D.D形盒的半徑越大,射出的帶電粒子獲得的能量越多

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

圖是回旋加速器的原理圖,設(shè)在D型盒上半面中心出口處A有一正離子源(離子出發(fā)時初速不計),正離子的帶電量為q,質(zhì)量為m,加速時電極間電壓大小為U,磁場的磁感強度為B,求:
(1)離子在下半盒中第1條和第k條軌道半徑之比為為多少?
(2)設(shè)D型盒的半徑為R,離子能獲得的最大動能為多少?

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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,其原理如圖所示,這臺加速器由兩個銅質(zhì)D形盒D1、D2構(gòu)成,其間留有空隙,下列說法正確的是(  )
A.帶電粒子由加速器的中心附近進入加速器
B.帶電粒子由加速器的邊緣進入加速器
C.電場使帶電粒子加速,磁場使帶電粒子旋轉(zhuǎn)
D.離子從D形盒射出時的動能與加速電場的電壓無關(guān)

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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,工作原理示意圖如圖所示。關(guān)于回旋加速器,下列說法正確的是
A.粒子從電場中獲得能量
B.交流電的周期隨粒子速度的增大而增大
C.要使粒子獲得的最大動能增大,可以增大D形盒的半徑
D.不改變交流電的頻率和磁感應(yīng)強度B,加速質(zhì)子的回旋加速器也可以用來加速α粒子

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