劳伦斯和利文斯设计的回旋加速器工作原理如图所示,置于高真空中的D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可忽略,磁感应强度大小为B的匀强磁场与盒面垂直,交流电源频率为f,加速电压为U。若A处粒子源产生的质子初速度可忽略不计,质子的质量为m、电荷量为,在加速器中被加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响,下列说法错误的是( )
A.质子被加速后的最大速度不可能超过 |
B.质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比 |
C.质子离开回旋加速器时的最大动能与交流电频率f成正比 |
D.质子第1次和第2次经过两D形盒间狭缝后在磁场中做圆周运动的轨道半径之比为1∶2 |
更新时间:2024-04-11 16:58:48
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【知识点】 回旋加速器的综合计算
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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时,匀强磁场的磁感应强度为B,高频交流电频率为f。则下列说法正确的是(
)
)
A.随着速度增大,质子在磁场中做圆周运动的周期不变 |
B.质子被加速后的最大速度取决于回旋加速器半径的大小 |
C.质子被加速后的最大速度取决于狭缝中电场强度的大小 |
D.不改变B和f,该回旋加速器也能用于加速任意一种其它的粒子 |
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【推荐2】如图甲所示是处在匀强磁场中的真空室内的两个半圆形的金属扁盒(“D”型盒),若“D”型盒的半径为R,匀强磁场的磁感应强度大小为B,现在两“D”型盒间接入峰值为的交变电压,电压随时间的变化规律如图乙所示,将粒子源置于盒的圆心处,粒子源产生的质量为m、电荷量为q的氘核,在t=0时刻进入“D”型盒的间隙,已知氘核的初速度不计,氘核穿过电场的时间忽略不计,不考虑相对论效应和重力作用,下列说法正确的是( )
A.氘核离开回旋加速器的最大动能为 |
B.交变电压的周期可以取 |
C.经电场n次加速后进入D盒的运动半径为 |
D.氘核第n次被加速前、后的轨道半径比为 |
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【推荐3】劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器,工作原理示意图如右图所示,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处粒子源产生的质子在加速器中被加速,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.质子被加速后的最大速度不可能超过2πRf |
B.质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比 |
C.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 |
D.不改变磁感应强度B和交流电频率f,该回旋加速器也能加速粒子 |
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