在高能物理研究中,回旋加速器起着重要作用,其工作原理如图所示,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。两个半圆盒处于与盒面垂直的匀强磁场中。中央O处的粒子源产生的粒子,在两盒之间被电场加速,粒子进入磁场后做匀速圆周运动,忽略粒子在电场中的加速时间,不考虑相对论效应。下列说法正确的是
A. 粒子运动半个圆周之后,电场的方向必须改变
B. 粒子在磁场中运动的周期越来越大
C. 磁感应强度越大,粒子离开加速器时的动能就越大
D. 两盒间电势差越大,粒子离开加速器的动能就越大
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在高能物理研究中,回旋加速器起着重要作用,其工作原理如图所示: 和是两个中空、半径固定的半圆金属盒,它们之间有一定的电势差,两个半圆盒处于与盒面垂直的匀强磁场中;中央O处的粒子源产生的粒子,在两盒之间被电场加速, 粒子进入磁场后做匀速圆周运动。忽略粒子在电场中的加速时间,不考虑相对论效应,下列说法正确的是( )
A. 粒子在磁场中运动的周期越来越大
B. 粒子运动半个圆周之后,电场的方向不必改变
C. 磁感应强度越大, 粒子离开加速器时的动能就越大
D. 两盒间电势差越大, 粒子离开加速器时的动能就越大
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在高能物理研究中,回旋加速器起着重要作用,其工作原理如图所示,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。两个半圆盒处于与盒面垂直的匀强磁场中。中央O处的粒子源产生的粒子,在两盒之间被电场加速,粒子进入磁场后做匀速圆周运动,忽略粒子在电场中的加速时间,不考虑相对论效应。下列说法正确的是
A. 粒子运动半个圆周之后,电场的方向必须改变
B. 粒子在磁场中运动的周期越来越大
C. 磁感应强度越大,粒子离开加速器时的动能就越大
D. 两盒间电势差越大,粒子离开加速器的动能就越大
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在高能物理研究中,回旋加速器起着重要作用,其工作原理如图所示,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。两个半圆盒处于与盒面垂直的匀强磁场中。中央O处的粒子源产生的粒子,在两盒之间被电场加速,粒子进入磁场后做匀速圆周运动,忽略粒子在电场中的加速时间,不考虑相对论效应。下列说法正确的是
A. 粒子运动半个圆周之后,电场的方向必须改变
B. 粒子在磁场中运动的周期越来越大
C. 磁感应强度越大,粒子离开加速器时的动能就越大
D. 两盒间电势差越大,粒子离开加速器的动能就越大
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在高能物理研究中,回旋加速器起着重要作用,其工作原理如图所示。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。两个半圆盒处于与盒面垂直的匀强磁场中。中央O处的粒子源产生的α粒子,在两盒之间被电场加速,α粒子进入磁场后做匀速圆周运动。忽略α粒子在电场中的加速时间。下列说法正确的是:
A. α粒子运动过程中电场的方向始终不变
B. α粒子在磁场中运动的周期越来越大
C. 磁感应强度越大,α粒子离开加速器时的动能就越大
D. 两盒间电势差越大,α粒子离开加速器时的动能就越大
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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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下图甲是回旋加速器的工作原理图.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处的粒子源产生的带电粒子,在两盒之间被电场加速.两半圆盒处于与盒面垂直的匀强磁场中,所以粒子在半圆盒中做匀速圆周运动.若带电粒子在磁场中运动的动能Ek随时间t的变化规律如图乙所示,不计带电粒子在电场中的加速时间,不考虑由相对论效应带来的影响,下列判断正确的是
A.在Ek-t图中应该有tn+1-tn=tn-tn-1
B.在Ek-t图中应该有tn+1-tn<tn-tn-1
C.在Ek-t图中应该有En+1-En=En-En-1
D.在Ek-t图中应该有En+1-En<En-En-1
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1932年美国物理学家劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器,其核心部件是两个中空的半圆形金属盒D1和D2,称为“D形盒”,其原理如图所示,带电粒子在两盒之间被电场加速,在两盒中做匀速圆周运动,则下列说法正确的是( )
A. D形盒的作用是静电屏蔽,使带电粒子在盒中做匀速圆周运动而不被电场干扰
B. 在两D形盒之间所加交变电压的周期应等于带电粒子做匀速圆周运动周期的两倍
C. 仅使加速电压的有效值增大,带电粒子获得的能量一定增大
D. 仅使D形盒中磁场的磁感应强度B增大,带电粒子在D形盒中运动周期一定增大
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加速器是使带电粒子获得高能量的装置,下图是回旋加速器的原理图,D1和D2是两个中空的半径为R的半圆金属盒,它们接在电压一定、频率为f的交流电源上,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。则
A. 带电粒子由加速器的中心附近进人加速器
B. 交变电场的频率跟带电粒子的比荷成正比
C. 带电粒子的最大动能由交变电场的加速电压的大小决定
D. 仅增大匀强磁场的磁感应强度B.就可以使得带电粒子获得更大的动能
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回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用,有力地推动了现代科学技术的发展。回旋加速器的原理如图,D1和D2是两个中空的半径为R的半圆金属盒,它们接在电压一定、频率为f的交流电源上,取粒子在磁场中运动的周期与交流电的周期相同。位于D1圆心处的质子源A能不断产生质子(初速度可以忽略,重力不计),它们在两盒之间被电场加速,D1、D2置于与盒面垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中。若输出时质子束的等效电流为I.(忽略质子在电场中的加速时间及质子的最大速度远远小于光速)
(1)写出质子在该回旋加速器中运动的周期及质子的比荷
(2)求质子束从回旋加速器输出时的平均功率为P.
(3)若使用此回旋加速器加速氘核,要想使氘核获得与质子相同的最大动能,请分析此时磁感应强度应该如何变化,并写出计算过程。
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