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关于回旋加速器,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、粒子在电场中加速,在磁场中速度的大小不变,所以粒子在电场中加速的时间越来越短.故A错误.
B、根据知,粒子在磁场中运动的周期与轨道半径无关.由粒子的比荷和磁感应强度决定,所以粒子在磁场中运动的周期不变.故B错误.
C、.根据知,最大速率v=
,与加速电压无关,与D形盒的半径和磁感应强度有关.故C错误,D正确.
故选D.
回旋加速器的工作原理示意图如图所示,置于高真空中的D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过狭缝的时间可忽略,磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直,高频交变电流频率为f,加速电压为U,若A处粒子源产生的质子质量为m,电荷量为+q,在加速器中被加速,且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响,则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、质子出回旋加速器的速度最大,此时的半径为R,则v==2πRf.所以最大速度不超过2πfR.故A正确.
B、根据qvB=m,知v=
,则最大动能EKm=
mv2=
.与加速的电压无关.故B错误.
C、粒子在加速电场中做匀加速运动,在磁场中做匀速圆周运动,根据v=知,质子第二次和第一次经过D形盒狭缝的速度比为
:1,
根据r=,则半径比为
:1.故C错误.
D、带电粒子在磁场中运动的周期与加速电场的周期相等,根据T=知,换用α粒子,粒子的比荷变化,周期变化,回旋加速器需改变交流电的频率才能加速α粒子.故D错误.
故选:A.
关于回旋加速器,下列说法中正确的( )
正确答案
解析
解:A、回旋加速器是利用电场加速粒子,磁场使粒子发生偏转.故A正确,B错误.
C、根据,则v=
,动能
,与加速电压无关,与磁感应强度的大小有关,磁感应强度越大,同一粒子出盒获得的动能越大.故C错误,D正确.
故选AD.
回旋加速器是加速带电粒子的装置,如图所示,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,下列说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、离子在磁场中受到洛伦兹力,但不做功,故A错误;
B、带电粒子源源不断的在电场中处于加速状态,从而获得能量,故B正确;
CD、带电粒子从D形盒中射出时的动能 Ekm=mvm2 (1)
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,则圆周半径 R=(2)
由(1)(2)可得Ekm= 显然,当带电粒子q、m一定的,则Ekm∝R2 B2
即Ekm随磁场的磁感应强度B、D形金属盒的半径R的增大而增大,与加速电场的电压和狭缝距离无关,故CD正确;
本题选择错误的,故选:A.
如图所示,两平行金属板P1和P2之间的距离为d、电压为U,板间存在磁感应强度为B1的匀强磁场.一个带正电的粒子在两板间沿虚线所示路径做匀速直线运动.粒子通过两平行板后从O点进入另一磁感应强度为B2的匀强磁场中,在洛伦兹力的作用下,粒子做匀速圆周运动,经过半个圆周后打在挡板MN上的A点.已知粒子的质量为m,电荷量为q.不计粒子重力.求:
(1)粒子做匀速直线运动的速度v;
(2)O、A两点间的距离x;
(3)从O到A的时间是多少?
正确答案
解:(1)由于粒子不计重力,有电场力等于洛伦兹力,
得qvB1=•q
所以:v=
(2)在B2中做圆周运动,qvB2=m
O、A两点的距离差粒子做圆周运动的直径:x=2r==
(3)根据周期公式,T=;从O到A的时间是t=
答:(1)粒子做匀速直线运动的速度v=;
(2)O、A两点间的距离x=;
(3)从O到A的时间是.
解析
解:(1)由于粒子不计重力,有电场力等于洛伦兹力,
得qvB1=•q
所以:v=
(2)在B2中做圆周运动,qvB2=m
O、A两点的距离差粒子做圆周运动的直径:x=2r==
(3)根据周期公式,T=;从O到A的时间是t=
答:(1)粒子做匀速直线运动的速度v=;
(2)O、A两点间的距离x=;
(3)从O到A的时间是.
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