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一个用于加速质子的回旋加速器,其核心部分如图所示,D形盒半径为R,垂直D形盒底面的匀强磁场的磁感应强度为B,两盒分别与交流电源相连.下列说法正确的是(  )
A.质子被加速后的最大速度随B、R的增大而增大
B.质子被加速后的最大速度随加速电压的增大而增大
C.只要R足够大,质子的速度可以被加速到任意值
D.为了使质子每次经过D形盒间缝隙时都能得到加速,应使交变电压的周期等于质子的回旋周期

A、B、由qvB=m
v2
r
得v=
qBr
m
,当r=R时,v最大,v=
qBR
m
,由此可知质子的最大速度只与粒子本身的荷质比,加速器半径,和磁场大小有关,与加速电压无关,故A正确,B错误;
C、由T=
2πr
v
得v=
2πr
T
=2πfr.当r=R时,v最大,此v=2πfR,但考虑到狭义相对论,任何物体速度不可能超过光速,故C错误;
D、使质子每次经过D形盒间缝隙时都能得到加速,应使交变电压的周期等于质子的回旋周期.故D正确;
故选:AD
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,某一初速度为v0的带电粒子进入一垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的有界匀强磁场,粒子垂直进入磁场时的速度与水平方向成θ=45°角,接着垂直进入一水平宽度为L、方向竖直向上的匀强电场(E大小未知),粒子穿出电场时速度大小变为原来的
2
倍.已知带电粒子的质量为m、电荷量为q,重力不计.
(1)分析判断粒子的电性;
(2)求磁场的水平宽度d;
(3)求该匀强电场的电场强度E的大小.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图所示为两个横截面分别为圆和正方形,磁感应强度相同的匀强磁场,圆的直径和正方形的边长相等,两个电子分别以相同的速度同时飞人两个磁场区域,速度方向均与磁场方向垂直,进入圆形磁场的电子初速度方向对准圆心;进入正方形磁场的电子初速度方向垂直于边界,从中点进入.则下面判断正确的是(  )
A.两电子在两磁场中运动时,其半径一定相同
B.两电子在磁场中运动的时间有可能相同
C.进入圆形磁场区域的电子可能先飞离磁场
D.进入圆形磁场区域的电子可能后飞离磁场

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图所示,在X>0,Y>0的空间中有恒定的匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于XOY平面向里,大小为B.现有一质量为m、电量为q的带正电粒子,从在x轴上的某点P沿着与x轴成300角的方向射入磁场.不计重力的影响,则下列有关说法中正确的是(  )
A.只要粒子的速率合适,粒子就可能通过坐标原点
B.粒子一定不可能通过坐标原点
C.粒子在磁场中运动所经历的时间可能为
πm
Bq
D.粒子在磁场中运动所经历的时间可能为
πm
6Bq

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图为回旋加速器的示意图.其核心部分是两个D型金属盒,置于磁感应强度大小恒定的匀强磁场中,并与高频交流电源相连.带电粒子在D型盒中心附近由静止释放,忽略带电粒子在电场中的加速时间,不考虑相对论效应.欲使粒子在D型盒内运动的时间增大为原来的2倍,下列措施可行的是(  )
A.仅将磁感应强度变为原来的2倍
B.仅将交流电源的电压变为原来的
1
2
C.仅将D型盒的半径变为原来的
2
D.仅将交流电源的周期变为原来的2倍

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

关于回旋加速器,下述说法中不正确是(  )
A.电场的作用是使带电粒子加速,动能增大
B.电场和磁场交替使带电粒子加速
C.磁场的作用是使带电粒子在磁场中回旋,获得多次被加速的机会
D.D形盒的半径越大,射出的带电粒子获得的能量越多

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

图是回旋加速器的原理图,设在D型盒上半面中心出口处A有一正离子源(离子出发时初速不计),正离子的带电量为q,质量为m,加速时电极间电压大小为U,磁场的磁感强度为B,求:
(1)离子在下半盒中第1条和第k条轨道半径之比为为多少?
(2)设D型盒的半径为R,离子能获得的最大动能为多少?

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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.带电粒子由加速器的中心附近进入加速器
B.带电粒子由加速器的边缘进入加速器
C.电场使带电粒子加速,磁场使带电粒子旋转
D.离子从D形盒射出时的动能与加速电场的电压无关

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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,工作原理示意图如图所示。关于回旋加速器,下列说法正确的是
A.粒子从电场中获得能量
B.交流电的周期随粒子速度的增大而增大
C.要使粒子获得的最大动能增大,可以增大D形盒的半径
D.不改变交流电的频率和磁感应强度B,加速质子的回旋加速器也可以用来加速α粒子

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