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    (12分)如图14所示，回旋加速器D形盒的半径为R，用来加速质量为m、电荷量为q的质子，使质子由静止加速到能量为E后，由A孔射出，求：

    (1)加速器中匀强磁场B的方向和大小；
    (2)设两D形盒间距为d，其间电压为U，电场视为匀强电场，质子每次经电
    场加速后能量增加，加速到上述能量所需回旋周数；
    (3)加速到上述能量所需时间．
    (1)　方向垂直于纸面向里
    (2)　(3)
    (1)带电粒子在磁场中做匀圆周运动，由Bqv＝得，v＝，又E＝mv2＝
    m()2，
    所以B＝，方向垂直于纸面向里．
    (2)带电粒子每经过一个周期被电场加速二次，能量增加2qU，则：E＝2qUn，n＝.
    (3)可以忽略带电粒子在电场中运动的时间，又带电粒子在磁场中运行周期T＝，所
    以
    t总＝nT＝×＝＝.
    练习册系列答案
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    相关习题

    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

    如右图是质谱仪的工作原理示意图．带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2.平板S下方有强度为B0的匀强磁场．下列表述正确的是
    A．质谱仪是分析同位素的重要工具
    B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外
    C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E/B
    D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小

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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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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图所示，回旋加速器是加速带电粒子的装置，设匀强磁场的磁感应强度为B，D形金属盒的半径为R，狭缝间的距离为d，匀强电场间的加速电压为U，要增大带电粒子（电荷量为q、质量为m，不计重力）射出时的动能，则下列方法中正确的是（   ）
    A．增大匀强电场间的加速电压
    B．减小狭缝间的距离
    C．增大磁场的磁感应强度
    D．增大D形金属盒的半径

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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，下列说法正确的是（   ）
    ①加速器中的电场和磁场都可以使带电粒子加速
    ②其它量一定，加速器的半径越大粒子从加速器射出时能量越大
    ③其它量一定，加速电场的电压越大粒子从加速器射出时能量越大
    ④其它量一定，加速器中的磁感强度越大粒子从加速器射出时能量越大
    A．①②B．①③C．②③D．②④

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图所示是质谱仪工作原理的示意图．带电粒子a、b经电压U加速(在A点的初速度为零)后，进入磁感应强度为B的匀强磁场做匀速圆周运动，最后分别打在感光板S上的x1、x2处．图中半圆形的虚线分别表示带电粒子a、b所通过的路径，则(　　)
    A．a的质量一定小于b的质量
    B．a的电荷量一定大于b的电荷量
    C．在磁场中a运动的时间大于b运动的时间
    D．a的比荷大于b的比荷

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：实验题

    如图所示，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.一个质量为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.根据回旋加速器的这些数据，估算出该粒子离开加速器时获得的动能为________________.

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图所示，abcd构成一个边长为L的正方形区域，在ac连线的右下方存在场强大小为E、方向垂直于ad向上的匀强电场，在?abc区域内(含边界)存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，在?abc区域外、ac连线的左上方存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场，两磁场区域的磁感应强度大小相等.现有两个可视为质点、质量均为m、电荷量均为q的带正电粒子同时从a点射出，粒子甲的初速度方向由a指向d，粒子乙的初速度方向由a指向c，当乙经b到达c点时，刚好与只在电场中运动的甲相遇.若空间为真空，不计粒子重力和粒子间的相互作用力，忽略粒子运动对电、磁场产生的影响。求：

    （1）甲的速率v甲和甲从a到c经历的时间t。
    （2）乙的速率v乙和磁感应强度大小B满足的条件。

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