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题型: 多选题
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多选题

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

正确答案

A,C

解析

解:A、粒子在电场力作用下,从电场中获得能量,而洛伦兹力不做功,故A正确;

B、要使粒子一直加速,则交流电的周期与粒子回旋周期相等,而回旋周期T=,与粒子速度的无关,故B错误;

C、由qvB=m 得,v=,则最大动能EK=,知最大动能与加速器的半径、磁感线强度以及电荷的电量和质量有关,与加速电压无关,故C正确;

D、不改变交流电的频率和磁感应强度B,当加速质子的回旋加速器,若能加速其他粒子,必须保证粒子的比荷相等,而α粒子与质子的比荷不相等,故D错误;

故选:AC.

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题型: 单选题
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单选题

一束带电粒子,从容器A下方的小孔S1,飘入加速电场,然后让粒子经小孔S2、S3垂直进入匀强磁场中做匀速圆周运动,最后打在照相底片上的同一点D,如图所示.则这些粒子(  )

A电荷量与质量的比值一定相同

B电荷量一定不同

C质量一定相同

D电荷量一定相同

正确答案

A

解析

解:A、根据动能定理得,qU=mv2.解得v=

根据qvB=m,得R==

根据x相同,则粒子的荷质比相同.故A正确,BCD错误.

故选:A.

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题型: 多选题
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多选题

回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒,两盒间的狭鏠中形成的周期性变化的电场,两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示,下列说法中正确的是(  )

A带电粒子是从电场中获得能量

B带电粒子是从磁场中获得能量

C增大外接高频交流的周期可增大带电粒子运动的周期

D对于同一种带电粒子,磁场越强、D形盒半径越大,带电粒子射出时的动能就越大

正确答案

A,D

解析

解:A、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.虽速度增大,但在磁场中周期不变,所以粒子的运动周期是固定的,故A正确,C错误;

B、离子在磁场中受到洛伦兹力,但不做功,故B错误;

D、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D正确;

故选:AD.

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题型: 单选题
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单选题

如图甲是回旋加速器的原理示意图,其核心部分是两个D型金属盒,在加速带电粒子时,两金属盒置于匀强磁场中(磁感应强度大小恒定),并分别与高频电源相连.加速时某带电粒子的动能EK随时间t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,则下列判断正确的是(  )

A高频电源的变化周期应该等于tn-tn-1

B在EK-t图象中t4-t3=t3-t2=t2-t1

C粒子加速次数越多,粒子获得的最大动能一定越大

D不同粒子获得的最大动能都相同

正确答案

B

解析

解:A、交流电源的周期必须和粒子在磁场中运动的周期一致,故电源的变化周期应该等于2(tn-tn-1),故A错误;

B、根据T=知,粒子回旋周期不变,在Ek-t图中应有t4-t3=t3-t2=t2-t1,故B正确;

C、根据公式r=,得v=,故最大动能Ekm=mv2=,则知粒子获得的最大动能与D形盒的半径有关,D形盒的半径越大,粒子获得的最大动能越大,与加速的次数无关.故C错误,

D、最大动能Ekm=mv2=,动能与粒子比荷以及B和r有关,不同粒子获得的最大动能都不同,D错误;

故选:B

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题型:填空题
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填空题

用同一回旋加速器分别对质子(H)和氘核(H)进行加速,当它们都从D形盒边缘离开加速器时,质子与氘核获得的动能之比为______

正确答案

2:1

解析

解:粒子离开回旋加速器的速度最大,根据qvB=m

则动能Ek=

因质子和氘核都从D形盒边缘离开加速器,且磁场与半径相同,所以动能与电量的平方成正比,与质量成反比,

则有:质子与氘核获得的动能之比为2:1,

故答案为:2:1

下一知识点 : 回旋加速器
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