[题目]如图所示为一种获得高能粒子的装置一环形加速器.环形区域内存在垂直纸面向外的可变匀强磁场.质量为m.电荷量为+q的粒子在环中做半径为R的圆周运动.A.B为两块中心开有小孔的极板.原来电势都为零.每当粒子飞经A板时.A板电势升高为+U.B板电势仍保持为零.设粒子的初速度为零.在两极板间的电场中加速.每当粒子离开电场区域时.A板电势又降为� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图所示为一种获得高能粒子的装置一环形加速器，环形区域内存在垂直纸面向外的可变匀强磁场，质量为m、电荷量为+q的粒子在环中做半径为R的圆周运动，A，B为两块中心开有小孔的极板，原来电势都为零，每当粒子飞经A板时，A板电势升高为+U，B板电势仍保持为零，设粒子的初速度为零，在两极板间的电场中加速，每当粒子离开电场区域时，A板电势又降为零，粒子在电场多次加速下动能不断增大，而在环形区域内绕中心运动的半径不变(设极板间距远小于R)，粒子重力不计，下列关于环形加速器的说法中正确的是

A. 加速器对带正电粒子顺时针加速，对带负电粒子加速需要升高B板电势

B. 电势U越高，粒子最终的速度就越大

C. 粒子每次绕行一圈所需的时间tn与加速次数n之间的关系为

D. 环形区域内的磁感应强度大小Bn与加速次数n之间的关系为

【答案】D

【解析】

A项：由左手定则可知，加速器对带正电粒子顺时针加速，带负电粒子逆时针加速即可，所以对带负电的粒子加速不需要升高B板电势，故A错误；

B项：由于粒子做半径不变的圆周运动，由公式，解得：，所以粒子最终的速度与U无关，故B错误；

C项：粒子绕行n圈获得的动能等于电场力对粒子做的功，设粒子绕行n圈获得的速度为，由动能定理得：，解得：，粒子绕行第n圈的时间为，所以，故C错误；

D项：粒子在环形区域磁场中，由公式，解得：，所以，故D正确。

故选：D。

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i．将玻璃管从竖直位置1缓慢转动90°到水平位置2，求此时的空气柱长度；

ii．将玻璃管从竖直位置1缓慢转动180°到竖直位置3，求此时管中剩余的水银柱长度。

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（1）根据上面的数据，可以求出D点的速度vD= ___m/s；（结果保留三位有效数字）

（2）测出滑轮半径等于3.00cm，则打下D点时滑轮的角速度为____rad/s；（结果保留三位有效数字）

（3）根据题中所给数据分析，在误差允许范围内，你认为滑轮的角速度随时间是____增大（选填“均匀”或“不均匀”）。

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A. a、b带同种电荷

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C. k=16/9

D. k=4/3

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