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    回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示。它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近（缝隙的宽度远小于盒半径），分别和高频交流电源相连接，使带电粒子每通过缝隙时恰好在最大电压下被加速。两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒面，带电粒子在磁场中做圆周运动，粒子通过两盒的缝隙时反复被加速，直到最大圆周半径时通过特殊装置被引出。若D形盒半径为R，所加磁场的磁感应强度为B。设两D形盒之间所加的交流电压的最大值为U，被加速的粒子为α粒子，其质量为m、电量为q。α粒子从D形盒中央开始被加速（初动能可以忽略），经若干次加速后，α粒子从D形盒边缘被引出。求：
    （1）α粒子被加速后获得的最大动能Ek；
    （2）α粒子在第n次加速后进入一个D形盒中的回旋半径与紧接着第n+1次加速后进入另一个D形盒后的回旋半径之比；
    （3）α粒子在回旋加速器中运动的时间；
    （4）若使用此回旋加速器加速氘核，要想使氘核获得与α粒子相同的动能，请你通过分析，提出一个简单可行的办法。

    解：（1）α粒子在D形盒内做圆周运动，轨道半径达到最大时被引出，具有最大动能。设此时的速度为v，有 ①
    可得
    α粒子的最大动能Ek=
    （2）α粒子被加速一次所获得的能量为qU，α粒子被第n次和n+1次加速后的动能分别为
     ②
     ③
    可得
    （3）设α粒子被电场加速的总次数为a，则Ek= ④
    可得a ⑤
    α粒子在加速器中运动的时间是α粒子在D形盒中旋转a个半圆周的总时间t
     ⑥
     ⑦
    解得
    （4）加速器加速带电粒子的能量为Ek=
    由α粒子换成氘核，有，则，即磁感应强度需增大为原来的倍
    高频交流电源的周期，由α粒子换为氘核时，交流电源的周期应为原来的倍
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置．其核心部分是两个“D”型金属盒，置于匀强磁场中，两盒分别与高频交流电源相连．则带电粒子获得的最大动能与下列哪些因素有关（　　）

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示．如果用同一回旋加速器分别加速氚核（
     
    3
    1
    H    ）和α粒子（
     
    4
    2
    He    ）比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小，有（　　）

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    精英家教网回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示，它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，两盒间的窄缝中形成匀强电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速．两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出．以下关于回旋加速器的原理和应用，下列说法中正确的是（　　）
    A、加速同一种带电粒子时，加速电压越大，粒子获得的最大动能越大
    B、加速同一种带电粒子时，加速电压的频率越大，粒子获得的最大动能越大
    C、加速同一种带电粒子时，D形盒中的磁场越强，粒子获得的最大动能越大
    D、加速器可以同时加速氚核（
     
    3
    1
    H    ）和α粒子（
     
    4
    2
    He    ），且α粒子获得的最大动能较大

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示，它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，连接好高频交流电源后，两盒间的窄缝中形成交变的匀强电场，使带电粒子每次通过窄缝都能得到加速．两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直盒面向下，带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，当粒子做圆周运动的半径达到最大值时通过特殊装置被引出．如果用磁感应强度不变的同一回旋加速器分别加速同种电性但比荷（
    q
    m
    ）不同的带电粒子，比较加速这些带电粒子所需的高频交流电源的周期和获得的最大动能，下列说法正确的是（　　）
    A、加速比荷较大的带电粒子所需的交流电源的周期一定较小
    B、加速比荷较大的带电粒子所需的交流电源的周期一定较大
    C、加速结束后比荷较大的带电粒子获得的最大动能一定较大
    D、加速结束后比荷较大的带电粒子获得的最大动能一定较小

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    精英家教网回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示．它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，两盒间的窄缝中形成匀强电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速．两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出．如果用同一回旋加速器分别加速氚核（
     
    3
    1
    H）和α粒子（
     
    4
    2
    He）比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小，有（　　）
    A、加速氚核的交流电源的周期较大
    B、加速α粒子的交流电源的周期较大
    C、加速氚核获得的最大动能也较小
    D、加速α粒子获得的最大动能较大

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