3.1930年勞倫斯制成了世界上第一臺回旋加速器,其核心部分如圖  所示.勻強磁場垂直D 形盒底面,兩盒分別與交流電源相連.則下列說法中正確的是(  )
A.加速器的半徑越大,粒子射出時獲得的動能越大
B.粒子在磁場中運動的周期與交變電壓的周期相同
C.加速器中的電場和磁場都可以使帶電粒子加速
D.粒子獲得的最大動能由交變電源的電壓決定

分析 粒子在磁場中運動時,洛倫茲力提供向心力,滿足qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$,運動周期T=$\frac{2πr}{v}$=$\frac{2πm}{Bq}$(電場中加速時間忽略不計).對公式進行簡單推導后,便可解此題.

解答 解:A、由qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$得v=$\frac{qBr}{m}$,當r=R時,v最大,v=$\frac{qBR}{m}$,所以最大動能EK=$\frac{1}{2}$m$\frac{{q}^{2}{B}^{2}{R}^{2}}{{m}^{2}}$=$\frac{{q}^{2}{B}^{2}{R}^{2}}{2m}$,由此可知,加速器的半徑越大,粒子射出時獲得的動能越大,故A正確;
B、根據(jù)加速原理,當粒子在磁場中運動的周期與交變電壓的周期同步時,才能處于加速狀態(tài),B正確;
C、加速器中的電場可以使帶電粒子加速,而磁場使粒子偏轉(zhuǎn),故C錯誤;
D、由A選項分析:最大動能EK=$\frac{1}{2}$m$\frac{{q}^{2}{B}^{2}{R}^{2}}{{m}^{2}}$=$\frac{{q}^{2}{B}^{2}{R}^{2}}{2m}$,可知,獲得的最大動能與交變電源的電壓無關(guān).故D錯誤;
故選:AB.

點評 理解回旋加速器工作原理,熟練運用相關(guān)公式,便可解出此題,特別注意加速獲得的最大動能與電場的電壓無關(guān).

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

13.一電梯啟動后勻加速上升,加速度為2m/s2,制動后勻減速上升,加速度為-1m/s2,樓高52m,求:
(1)若上升的最大速度為6m/s,電梯上升到樓頂?shù)臅r間.
(2)若電梯先以2m/s2加速上升,當速度達4m/s后作勻速上升,最后以-1m/s2減速上升到達樓頂恰好停下,問全程共花多少時間?

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

14.根據(jù)如表提供的信息回答.(提示:表格中第3行“20”“30”表示速度,它們下面的數(shù)據(jù)表示制動距離.已知1km/h=$\frac{1}{3.6}$m/s)
國家對機動車運行安全技術(shù)標準之一
          機動車的類型各檢驗項目的速度限值v/(km•h--1
空載檢驗的制動距離x/m滿載檢驗的制動距離x/m
20302030
總質(zhì)量<4.5t≤6.5≤7.0
4.5t≤總質(zhì)量≤12t的汽車和無軌電車≤3.8≤8.0
總質(zhì)量>12t的汽車和無軌電車≤4.4≤9.5
(1)從表中查出質(zhì)量在4.5t至12t之間的汽車空載時,在20km/h下的制動距離為多少?通過計算求出制動加速度不得小于多少數(shù)值?
(2)從表中查出一輛總質(zhì)量4.0t的轎車,以30km/h的速度滿載行駛時的制動距離為多少?若以60km/h速度行駛,通過計算求出其滿載制動距離允許值是多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

11.某人用96N的水平推力使質(zhì)量為20kg的物體沿水平方向前進20m后停止用力,物體繼續(xù)前進10m后才停止,此人對物體所做的功是1920J.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

18.入射球碰前的速度以及被碰后的速度可用其運動的水平位移來表示,在圖中,M,N,P是小球的落點,下列說法中正確的是( 。
A.O′是被碰小球前其球心在紙上的垂直投影
B.O是碰撞瞬間入射小球的球心在紙上的垂直投影
C.被碰球碰后的速度可用$\overline{O′N}$表示
D.入射球碰前的速度可用$\overline{OM}$表示

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

8.發(fā)現(xiàn)質(zhì)子和中子的核反應(yīng)方程分別是:${\;}_{7}^{14}$N+${\;}_{2}^{4}$He→${\;}_{8}^{17}$O+${\;}_{1}^{1}$H,${\;}_{4}^{9}$Be+${\;}_{2}^{4}$He→${\;}_{6}^{12}$C+${\;}_{0}^{1}$n.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

15.電阻R1、R2、R3并聯(lián)已知R1:R2:R3=1:2:7兩端加上電壓U,則通過三個電阻的電流之比I1:I2:I3等于( 。
A.14:7:2B.2:7:14C.7:2:1D.1:2:7

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

12.如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一半徑為R=0.8m的光滑絕緣圓形軌道,在軌道圓心O的正下方O′處固定一帶正電的電荷,OO′=0.4m.另有一質(zhì)量為m=0.1kg的帶負電的小球在圓形軌道內(nèi)側(cè)繞圓形軌道做圓周運動,小球在最低點P的速度為v1=10m/s.并且小球在最低點P和最高點Q時對軌道都沒有壓力.試求小球從最低點P運動到最高點Q的過程中電勢能的增加量.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

5.如圖甲所示是遠距離輸電的示意圖,升壓變壓器和降壓變壓器都是理想變壓器,升壓變壓器輸入正弦交流電壓如圖乙所示,以下說法正確的是( 。
A.降壓變壓器輸入回路的電流大于輸出回路的電流
B.升壓變壓器輸入電壓的表達式是u1=500sinπtV
C.若將圖乙的正弦交流電直接接在100Ω的電阻上,熱功率為1250W
D.用戶越多,降壓變壓器輸出的電流越大,輸電線路中電流越小,電阻r產(chǎn)生熱量越小

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