（2013?南通一模）回旋加速器在科學(xué)研究中得到了廣泛應(yīng)用，其原理如圖所示．D1和D2是兩個(gè)中空的半圓形金屬盒，置于與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，它們接在電壓為U、周期為T的交流電源上．位于D1圓心處的質(zhì)子源A能不斷產(chǎn)生質(zhì)子（初速度可以忽略），它們?cè)趦珊兄g被電場(chǎng)加速．當(dāng)質(zhì)子被加速到最大動(dòng)能Ek后，再將它們引出．忽略質(zhì)子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，則下列說(shuō)法中正確的是（　　）
分析：回旋加速器是通過(guò)電場(chǎng)進(jìn)行加速，磁場(chǎng)進(jìn)行偏轉(zhuǎn)來(lái)加速帶電粒子．帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期與交流電源的周期相同，根據(jù)T=
2πm
qB
比較周期．當(dāng)粒子最后離開(kāi)回旋加速器時(shí)的速度最大，根據(jù)qvB=m
v2
r
求出粒子的最大速度，從而得出最大動(dòng)能的大小關(guān)系．
解答：解：A、根據(jù)qvB=m
v2
r
，得v=
qBr
m
．則最大動(dòng)能EK=
1
2
mv2=
q2B2r2
2m
，與加速電壓無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；
B、若只增大交變電壓U，則質(zhì)子在回旋加速器中加速次數(shù)會(huì)減小，導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)間變短，故B正確；
C、若只將交變電壓的周期變?yōu)?T，而質(zhì)子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期不變，則兩周期不同，所以不能始終處于加速狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；
D、根據(jù)洛倫茲力提供向心力做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則有半徑公式R=
mv
Bq
與nqU=
1
2
mv2，所以質(zhì)子第n次被加速前后的軌道半徑之比為
n-1
：
n
，故D正確，
故選BD．
點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵知道帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期與交流電源的周期相同，求出粒子的周期和最大動(dòng)能，根據(jù)質(zhì)量比和電量比，去比較周期和最大動(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： 題型：

（2013?南通一模）如圖所示，在長(zhǎng)度足夠長(zhǎng)、寬度d=5cm的區(qū)域MNPQ內(nèi)，有垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.33T．水平邊界MN上方存在范圍足夠大的豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E=200N/C．現(xiàn)有大量質(zhì)量m=6.6×10-27kg、電荷量q=3.2×10-19C的帶負(fù)電的粒子，同時(shí)從邊界PQ上的O點(diǎn)沿紙面向各個(gè)方向射入磁場(chǎng)，射入時(shí)的速度大小均為v=1.6×106m/s，不計(jì)粒子的重力和粒子間的相互作用．求：

（1）求帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑r；
（2）求與x軸負(fù)方向成60°角射入的粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t；
（3）當(dāng)從MN邊界上最左邊射出的粒子離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，求仍在磁場(chǎng)中的粒子的初速度方向與x軸正方向的夾角范圍，并寫出此時(shí)這些粒子所在位置構(gòu)成的圖形的曲線方程．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2013?南通一模）如圖所示，A、B、C是三個(gè)完全相同的燈泡，L是一個(gè)自感系數(shù)較大的線圈（直流電阻可忽略不計(jì)）．則（　�。�

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2013?南通一模）某同學(xué)為了測(cè)量某電池的電動(dòng)勢(shì) E和內(nèi)阻 r，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路．已知定值電阻R0=20Ω，電壓表V2的內(nèi)阻很大，可視為理想電壓表．
（1）根據(jù)圖甲所示電路，請(qǐng)?jiān)谝覉D中用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，完成實(shí)物電路的連接．

（2）實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，讀出電壓表V1和V2的示數(shù)U1、U2，數(shù)據(jù)如下表所示．請(qǐng)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在圖丙所示的坐標(biāo)紙中畫(huà)出U2-U1的圖線．
次數(shù) 1 2 3 4 5 6
U1/V 1.0 2.0 3.0 4.0 4.5 5.0
U2/V 16.5 15.2 15.0 12.0 11.1 10.3

（3）由圖象可得該電源的電動(dòng)勢(shì)E=
18.0
18.0
V，內(nèi)阻r=
30.0
30.0
Ω．
（4）實(shí)驗(yàn)電路測(cè)得的電源內(nèi)阻的阻值
大于
大于
（選填“大于”、“小于”或“等于”）真實(shí)值．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2013?南通一模）如圖所示，相距為L(zhǎng)的兩條足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為θ，上端連接定值電阻R，導(dǎo)軌上水平虛線MNPQ區(qū)域內(nèi)，存在著垂直于軌道平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．將質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒在距磁場(chǎng)上邊界d處由靜止釋放，導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)距離s到達(dá)CD位置，速度增加到v1，此時(shí)對(duì)導(dǎo)體棒施加一平行于導(dǎo)軌的拉力，使導(dǎo)體棒以速度v1勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間t后離開(kāi)磁場(chǎng)．導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且電接觸良好，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻，重力加速度為g．求：
（1）導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E；
（2）導(dǎo)體棒到達(dá)CD位置時(shí)，電阻R上的電功率P；
（3）整個(gè)過(guò)程中回路產(chǎn)生的焦耳熱Q．

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