如图所示是一种获得高能粒子的装置.环行区域内存在垂直纸面向外.大小可调节的均匀磁场．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.粒子在两极板间电场中得到加速.每当粒子经过B板时.A板电势又降为零．粒子在电场一次次� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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如图所示是一种获得高能粒子的装置，环行区域内存在垂直纸面向外、大小可调节的均匀磁场．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，粒子在两极板间电场中得到加速，每当粒子经过B板时，A板电势又降为零．粒子在电场一次次加速下动能不断增大，而绕行半径不变．

(1)设t＝0时，粒子静止在A板小孔处，在电场作用下加速，并绕行一圈，求粒子绕行n圈回到A板时获得的总动能E_n；

(2)为使粒子始终保持在半径为R的圆轨道上运动，磁感应强度必须周期性递增，求粒子绕行第n圈时的磁感应强度B_n；

(3)在粒子绕行过程中，A板电势是否始终保持为＋U，为什么?

答案：
解析：

(1) nUq

(2)

(3) 不能．若保持＋U，则会加速后又将减速．

提示：

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A．带电粒子每运动一周被加速一次

B．P₁P₂=P₂P₃

C．加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸无关

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