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回旋加速器是加速带电粒子的装置,其主体部分是两个D形金属盒.两金属盒处在垂直于盒底的匀强磁场中,a、b分别与高频交流电源两极相连接,下列说法正确的是
A.离子从磁场中获得能量
B.离子从电场中获得能量
C.带电粒子的运动周期是变化的
D.增大金属盒的半径可使粒子射出时的动能增加
BD

试题分析:粒子在磁场中改变运动方向,不改变速度大小,在电场中获得加速,速度变大,故粒子从电场中获得能量,A错误,B正确;带电粒子的运动周期跟交变电流周期相同,是恒定的,C错误;带电粒子从D形盒中射出时的动能(1),带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,则圆周半径(2),由(1)(2)可得,故增大金属盒的半径可使粒子射出时的动能增加,D正确;
故选BD
点评:在电场中始终被加速,在磁场中总是匀速圆周运动.所以容易让学生产生误解:增加射出的动能由加速电压与缝间决定.原因是带电粒子在电场中动能被增加,而在磁场中动能不变.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ为电场和磁场的理想边界,一束电子(电量为e,质量为m,重力不计)由静止状态从P点经过Ⅰ、Ⅱ间的电场加速后垂直到达边界Ⅱ的Q点.匀强磁场的磁感应强度为B,磁场边界宽度为d,电子从磁场边界Ⅲ穿出时的速度方向与电子原来的入射方向夹角为30°.求:
(1)电子在磁场中运动的时间t;
(2)若改变PQ间的电势差,使电子刚好不能从边界Ⅲ射出,则此时PQ间的电势差U是多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

美国物理学家劳伦斯于1932年发明的回旋加速器,应用带电粒子在磁场中做圆周运动的特点,能使带电粒子在较小的空间范围内经过电场的多次加速获得较大的能量。如图所示为改进后的回旋加速器的示意图,其中距离很小的盒缝间的加速电场的场强大小恒定,且被限制在A、C板间,带电粒子从P0处静止释放,并沿电场线方向进入加速电场,经加速后进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动,对于这种回旋加速器,下列说法正确的是

A.带电粒子每运动一周被加速一次
B.P1P2=P2P3
C.粒子能达到的最大速度与D形盒的尺寸无关
D.加速电场的方向需要做周期性的变化

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(14分)1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器,巧妙地利用带电粒子在磁场中的运动特点,解决了粒子的加速问题。现在回旋加速器被广泛应用于科学研究和医学设备中。某型号的回旋加速器的工作原理如图(甲)所示,图(乙)为俯视图。回旋加速器的核心部分为两个D形盒,分别为D1、D2。D形盒装在真空容器里,整个装置放在巨大的电磁铁两极之间的强大磁场中,磁场可以认为是匀强磁场,且与D形盒底面垂直。两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计。D形盒的半径为R,磁场的磁感应强度为B。设质子从粒子源A处进入加速电场的初速度不计。质子质量为m、电荷量为+q。加速器接入一定频率的高频交变电源,加速电压为U。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。
 
(1)求质子第1次经过狭缝被加速后进人D2盒时的速度大小v1
(2)求质子第1次经过狭缝被加速后进人D2盒后运动的轨道半径r1
(3)求质子从静止开始加速到出口处所需的时间t。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

回旋加速器D形盒的半径为r,匀强磁场的磁感应强度为B。一个质量了m、电荷量为q的粒子在加速器的中央从速度为零开始加速。

(1)求该回旋加速器所加交变电场的频率;
(2)求粒子离开回旋加速器时获得的动能;
(3)有同学想自利用该回旋加速器直接对质量为m、电量为2q的粒子加速。能行吗?行,说明理由;不行,提出改进方案.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器,其原理如图所示,这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成,其间留有空隙,下列说法正确的是(  )
A.离子由加速器的中心附近进入加速器
B.离子由加速器的边缘进入加速器
C.离子从磁场中获得能量
D.离子从电场中获得能量

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图甲所示是回旋加速器的示意图,其核心部分是两个D形金属盒,在加速带电粒子时,两金属盒置于匀强磁场中,并分别与高频电源相连.带电粒子在磁场中运动的动能Ek随时间t的变化规律如图乙所示,若忽略带电粒子在电场中的加速时间,则下列判断中正确的是    (    )
A.在Ek—t图中应有t4一t3=t3一t2=t2—t1
B.高频电源的变化周期应该等于tn一tn-1
C.粒子加速次数越多,粒子最大动能一定越大
D.要想粒子获得的最大动能越大,则要求D形盒的面积也越大

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,有A、B、C、D四个离子,它们带等量的同种电荷,质量关系mA=mB<mC=mD,以不等的速度vA<vB=vC<vD进入速度选择器后,只有两种离子从速度选择器中射出,进入B2磁场,由此可以判断

A.离子应带负电
B.进入B2磁场的离子是C、D离子
C.到达b位置的是C离子
D.到达a位置的是C离子

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题


(1)所加交流电频率应是多大?
(2)离子离开加速器时动能多大?
(3)若两D型盒间距为d,两者间电场为匀强电场,假设粒子在电场中加速的时间不忽略,但又不影响高频电源与粒子偏转间的同步关系,求某个粒子从加速开始到从D形盒中出来,所需的总时间?

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