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电源的两极相连接的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中有周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,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.只增大金属盒的半径,带电粒子离开加速器时的动能不变 |
B.只增大磁场的磁感应强度,带电粒子离开加速器时的动能增大 |
C.只增大狭缝间的加速电压,带电粒子离开加速器时的动能增大 |
D.只增大狭缝间的加速电压,带电粒子在加速器中运动的时间增大 |
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更新时间:2020-06-27 13:23:01
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【推荐1】图甲是回旋加速器的示意图,其核心部分是两个D型金属盒.D型盒与高频电源相连,且置于垂直于盒面的匀强磁场中.带电粒子在电场中的动能Ek随时间t的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.在Ek-t图中有t4-t3<t3-t2<t2-t1 |
B.在Ek-t图中有Ek4-Ek3=Ek3-Ek2=Ek2-Ek1 |
C.若粒子加速次数越多,则射出加速器的粒子动能就越大 |
D.若加速电压越大,则射出加速器的粒子动能就越大 |
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【推荐2】美国物理学家劳伦斯于1932年发明的回旋加速器,应用带电粒子在磁场中做圆周运动的特点,能使粒子在较小的空间范围内经过电场的多次加速获得较大的能量,使人类在获得较高能量带电粒子方面前进了一大步。图为一种改进后的回旋加速器示意图,其中盒缝间的加速电场场强恒定,且被限制在A、C板间,带电量为+q,质量为m的粒子从处从静止开始沿电场线方向进入加速电场,经加速后再进入D型盒中的匀强磁场做匀速圆周运动,磁感应强度的大小为B,,,是第1次,第2次,第3次经无场区进入磁场的位置.对于这种改进后的回旋加速器,下列说法正确的是( )
A.带电粒子每运动一周被加速两次 |
B.电场方向变化的周期为 |
C.增加板间的电压,粒子最终获得的动能变大 |
D.经过,,时粒子直径增量之比 |
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名校
【推荐3】回旋加速器的工作原理如图所示:D1和D2是两个中空的半圆金属盒,它们之间有一定的电势差.A处的粒子源产生的α粒子在两盒之间被电场加速,两个半圆盒处于垂直于盒面的匀强磁场中.α粒子进入半圆金属盒内做匀速圆周运动.若忽略α粒子在电场中的加速时间且不考虑相对论效应,则下列说法正确的是
A.α粒子在磁场中回转一周运动的周期越来越小 |
B.α粒子在磁场中回转一周运动的周期越来越大 |
C.仅增大两盒间的电势差,α粒子离开加速器时的动能增大 |
D.仅增大金属盒的半径,α粒子离开加速器时的动能增大 |
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【推荐1】两个相同的回旋加速器,分别接在加速电压为U1和U2的高频交流电源上,且U2=2U1,有两个相同的带电粒子分别在这两个加速器中运动,设两个粒子在加速器中运动的时间分别为t1和t2,获得的最大动能分别为Ek1和Ek2,则有( )
A.t1=t2,Ek1=Ek2 | B.t1=t2,Ek1<Ek2 |
C.t1>t2,Ek1=Ek2 | D.t1>t2,Ek1<Ek2 |
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【推荐2】回旋加速器是利用磁场和电场使带电粒子作回旋运动,经过多次加速,粒子最终从D形盒边缘引出,能量可达几十兆电子伏特(MeV)。如图所示为回旋加速器原理示意图,利用回旋加速器对粒子进行加速,此时D形盒中磁场的磁感应强度大小为B,D形盒缝隙间电场变化周期为T,加速电压为U。忽略相对论效应和粒子在D形盒缝隙间的运动时间,下列说法正确的是( )
A.保持B、U和T不变,该回旋加速器可以加速质子 |
B.仅增大加速电压U,粒子在回旋加速器中运动的总时间不变 |
C.仅增大加速电压U,粒子获得的最大动能增大 |
D.回旋加速器既能加速带正电的粒子,又能加速带负电的粒子 |
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【推荐3】回旋加速器原理如图所示,置于真空中的形金属盒的半径为,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过狭缝的时间可忽略;磁感应强度为的匀强磁场与盒面垂直,交流电源的频率为,加速电压为。若A处粒子源产生质子的质量为、电荷量为,下列说法正确的是( )
A.若只增大交流电压,则质子获得的最大动能增大 |
B.质子在回旋加速器中做圆周运动的周期随回旋半径的增大而增大 |
C.若只增大形金属盒的半径,则质子离开加速器的时间变长 |
D.若磁感应强度增大,则交流电频率必须适当减小,加速器才能正常工作 |
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