如图所示,为回旋加速器原理图,D形金属盒半径为R,A处粒子源产生质量为m、电荷量为的粒子,在加速电场中被加速,在匀强磁场中偏转,所加磁场的磁感应强度、加速电场的频率均可调,磁场的磁感应强度最大值为和加速电场频率的最大值为,则下列说法正确的是( )
A.粒子获得的最大动能与加速电压有关 |
B.粒子第n次和第次进入磁场的半径之比为 |
C.若,则粒子获得的最大动能为 |
D.若,则粒子获得的最大动能为 |
更新时间:2022-07-11 20:50:35
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【推荐1】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,两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场,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.带电粒子从磁场中获得能量 |
B.带电粒子所获得的动能与加速器的电压有关,电压越大,动能越大 |
C.带电粒子在加速器中的运动时间与加速器磁场有关,磁场越强,运动时间越长 |
D.带电粒子所获得的能量与带电粒子的质量和电荷量均有关,质量和电荷量越大,能量越大 |
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【推荐2】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源两极相连接的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场,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。设D形盒半径为R。若用回旋加速器加速质子(氢核)时,匀强磁场的磁感应强度为B,高频交流电的频率为f,质子质量为m,电荷量为E,则下列说法正确的是( )
A.高频交流电频率应为 |
B.质子被加速后的最大动能与狭缝间的加速电压、加速次数有关 |
C.质子被加速后的最大动能Ek不可能超过 |
D.不改变B和f,该回旋加速器也能用于加速α粒子(即氦核) |
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【推荐3】粒子加速器是利用电场来推动带电粒子使其获得能量的装置,是高能物理中重要的角色。1931年美国物理学家恩奈斯特·劳伦斯发明了回旋加速器,被加速的粒子在一圆形结构里运动,其运动轨迹由磁场控制,通过交变电场给带电粒子加速。图甲是回旋加速器的示意图,粒子出口处如图所示。图乙是回旋加速器所用的交变电压随时间的变化规律。某物理学习小组在学习了回旋加速器原理之后,想利用同一回旋加速器分别加速两种带正电的粒子,所带电荷量分别为,质量分别为。保持交变电压随时间变化的规律不变,需要调整所加磁场的磁感应强度的大小,则( )
A.所加磁场的磁感应强度大小之比为 | B.粒子获得的最大动能之比为 |
C.粒子的加速次数之比为 | D.粒子在回旋加速器中的运动时间之比为 |
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【推荐1】实验中,将离子束从回旋加速器中引出可以采用磁屏蔽通道法。使用磁屏蔽通道法引出离子的原理如图所示:离子从P点以速度v进入通道时,由于引出通道内的磁场强度发生改变,离子运动轨迹半径增大,可使离子引出加速器。已知回旋加速器D型盒的半径为R,圆心在O点,D型盒区域中磁场垂直纸面向里,磁感应强度为B,引出通道外侧末端Q点到O点距离为L,OQ与OP的夹角为θ,离子带电为q,质量为m,则( )
A.离子经过引出通道后的速度大于v |
B.引出通道内的磁感应强度大于B |
C.若离子恰能从引出通道的Q点引出,引出通道中的磁感应强度 |
D.若引出通道中磁场为时,该离子能引出加速器,则此时将一带电量2q,质量为2m的离子一定不能从加速器中引出 |
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【推荐2】如图是回旋加速器的示意图,D形金属盒分别接高频交流电源,D形金属盒间的狭缝中形成周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,忽略粒子在电场中的运动时间,下列说法中正确的有( )
A.粒子射出时的最大动能与D形金属盒的半径无关 |
B.粒子射出时的最大动能与电场加速电压有关 |
C.粒子在回旋加速器中运动的时间与D形金属盒半径无关 |
D.粒子在回旋加速器中运动的时间与电场加速电压有关 |
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【推荐3】:劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器,工作原理示意图如图所示.置于真空中的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,高频交流电频率为f,加速电压为U.若A处粒子源产生质子的质量为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( )
A.质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比 |
B.质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为2∶1 |
C.质子被加速后的最大速度不可能超过2πRf |
D.改变磁感应强度B和交流电频率f,该回旋加速器的最大动能不变 |
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