半径为R的回旋加速器，磁感应强度为B，加速电压如图甲所示．在加速器的中点有一粒子发射源P，... - 新题库

↑ 收起筛选 ↑

试题详情

半径为R的回旋加速器，磁感应强度为B，加速电压如图甲所示．在加速器的中点有一粒子发射源P，可产生初速度大小不计，重力不计，荷质比（电荷与质量之比）为k的负电粒子，粒子经回旋加速器加速后从A点水平向右射出，然后进入粒子速度散射器C，散射器C不改变粒子速度大小，可使粒子速度方向变成任意方向，粒子从散射器C的小孔D出射后立即进入右侧垂直纸面向里的匀强磁场中，该磁场有两条竖直边界M、N，宽度为R（与回旋加速器半径相等），磁感强度为0.5B，对于进入该磁场中的粒子，只考虑在纸面内的各种入射方向．已知A、C间距离为

，如图乙所示．不计粒子在回旋加速器中电场中的运动时间，不计粒子在散射器中的运动时间．求：
（1）粒子从产生到从边界N射出所经历的时间的最小值和最大值
（2）若以D点为坐标原点，水平向右为x轴，沿边界M向上为y轴建立直角坐标系，确定粒子分别以上述最短时间、最长时间从边界N出射的坐标．

高三物理解答题中等难度题

少年，再来一题如何？

试题答案

试题解析

相关试题

半径为R的回旋加速器，磁感应强度为B，加速电压如图甲所示．在加速器的中点有一粒子发射源P，可产生初速度大小不计，重力不计，荷质比（电荷与质量之比）为k的负电粒子，粒子经回旋加速器加速后从A点水平向右射出，然后进入粒子速度散射器C，散射器C不改变粒子速度大小，可使粒子速度方向变成任意方向，粒子从散射器C的小孔D出射后立即进入右侧垂直纸面向里的匀强磁场中，该磁场有两条竖直边界M、N，宽度为R（与回旋加速器半径相等），磁感强度为0.5B，对于进入该磁场中的粒子，只考虑在纸面内的各种入射方向．已知A、C间距离为，如图乙所示．不计粒子在回旋加速器中电场中的运动时间，不计粒子在散射器中的运动时间．求：
（1）粒子从产生到从边界N射出所经历的时间的最小值和最大值
（2）若以D点为坐标原点，水平向右为x轴，沿边界M向上为y轴建立直角坐标系，确定粒子分别以上述最短时间、最长时间从边界N出射的坐标．

高三物理解答题中等难度题查看答案及解析
回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子在狭缝间加速的时间忽略不计．匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向与盒面垂直．粒子源A产生的粒子质量为m，电荷量为＋q，U为加速电压，则(　　)
A. 交变电压的周期等于粒子在磁场中回转周期的一半
B. 加速电压U越大，粒子获得的最大动能越大
C. D形盒半径R越大，粒子获得的最大动能越大
D. 磁感应强度B越大，粒子获得的最大动能越大

高三物理多选题简单题查看答案及解析
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，任何粒子通过该回旋加速器能得到的最大动能相同

高三物理多选题中等难度题查看答案及解析
如图所示为回旋加速器的结构示意图，匀强磁场的方向垂直于半圆型且中空的金属盒D1和D2，磁感应强度为R，金属盒的半径为R，两盒之间有一狭缝，其间距为d，且，两盒间电压为U.A处的粒子源可释放初速度不计的带电粒子，粒子在两盒之间被加速后进入D1盒中，经半个圆周之后再次到达两盒间的狭缝。通过电源正负极的交替变化，可使带电粒子经两盒间电场多次加速后获得足够高的能量.已知带电粒子的质量为m、电荷量为+q.
(1)不考虑加速过程中的相对论效应和重力的影响.
①求粒子可获得的最大速度vm；
②若粒子第1次进入D1盒在其中的轨道半径为r1，粒子第1次进入D2盒在其中的轨道半径为r2，求r1与r2之比.
(2)根据回旋加速器的工作原理，请通过计算对以下两个问题进行
①在上述不考虑相对论效应和重力影响的情况下，计算粒子在回旋加速器中运动的时间时，为何常常忽略粒子通过两盒间狭缝的时间，而只考虑粒子在磁场中做圆周运动的时间；
②实验发现：通过该回旋加速器，加速的带电粒子能量达到25~30MeV后，就很难再加速了。这是由于速度足够大时，相对论效应开始显现，粒子的质量随着速度的增加而增大。结合这一现象，分析在粒子获得较高能量后，为何加速器不能继续使粒子加速了。

高三物理解答题困难题查看答案及解析
如图所示，回旋加速器由置于高真空中的两个半径为R的D形式上金属盒构成，两盒间的狭缝很小，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。两盒间加速电压为U，方向发生周期性变化，使得粒子每进入狭缝即被加速．从A处粒子源产生的带正电粒子质量为m、电荷量为q、初速不计，粒子重力不计．则（　　）
A. 粒子能获得的最大速率为　　 B. 粒子能获得的最大速率为
C. 粒子在加速器中运动时间为　　 D. 粒子在加速器中运动时间为

高三物理多选题简单题查看答案及解析
回旋加速器的工作原理如图所示，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以忽略不计。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。A处粒子源产生质量为m、电荷量为+q的粒子，在加速电压为U的加速电场中被加速。所加磁场的磁感应强度、加速电场的频率可调，磁场的磁感应强度最大值为Bm和加速电场频率的最大值fm。则下列说法正确的是
A．粒子第n次和第n+1次半径之比总是︰
B．粒子从静止开始加速到出口处所需的时间为
C．若fm<，则粒子获得的最大动能为
D．若fm>，则粒子获得的最大动能为

高三物理选择题困难题查看答案及解析
回旋加速器的工作原理如图所示，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以忽略不计。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。A处粒子源产生质量为m、电荷量为+q的粒子，在加速电压为U的加速电场中被加速。所加磁场的磁感应强度、加速电场的频率可调，磁场的磁感应强度最大值为Bm和加速电场频率的最大值fm。则下列说法正确的是
A. 粒子第n次和第n+1次半径之比总是
B. 粒子从静止开始加速到出口处所需的时间为
C. 若fm< ，则粒子获得的最大动能为
D. 若fm>，则粒子获得的最大动能为

高三物理不定项选择题困难题查看答案及解析
回旋加速器工作原理示意图如图所示.磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直,两盒间的狭缝很小,粒子穿过的时间可忽略,它们接在电压为U、频率为f的交流电源上,A处粒子源产生的质子在加速器中被加速.质子初速度可忽略，则下列说法正确的是　　
A. 若只增大交流电压U,则质子获得的最大动能增大
B. 若只增大交流电压U,则质子在回旋加速器中运行时间会变短
C. 质子第n次被加速前、后的轨道半径之比
D. 不改变磁感应强度B和交流电频率f,该回旋加速器也能用于加速α粒子

高三物理多选题中等难度题查看答案及解析
如图所示，回旋加速器由置于高真空中的两个半径为R的D形式上金属盒构成，两盒间的狭缝很小，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。两盒间加速电压为U，方向发生周期性变化，使得粒子每进入狭缝即被加速．从A处粒子源产生的带正电粒子质量为m、电荷量为q、初速不计，粒子重力不计．则（　　）
A.粒子能获得的最大速率为 B.粒子能获得的最大速率为
C.粒子在加速器中运动时间为 D.粒子在加速器中运动时间为

高三物理多选题简单题查看答案及解析
如图所示，在竖直平面（纸面）内有长为l的CD、EF两平行带电极板，上方CD为正极板，下方EF为负极板，两极板间距为l，O点为两极板边缘C、E两点连线的中点；两极板右侧为边长为l的正方形匀强磁场区域磁场方向垂直纸面向外。离子源P产生的电荷量为q、质量为m的带正电粒子飘入电压为U1的加速电场，其初速度几乎为零，被电场加速后在竖直平面内从O点斜向上射入两极板间，带电粒子恰好从CD极板边缘D点垂直DF边界进入匀强磁场区域。已知磁感应强度大小B与带电粒子射入电场O点时的速度大小v0的关系为，带电粒子重力不计。求
（1）带电粒子射入电场O点时的速度大小v0；
（2）两平行极板间的电压U2；
（3）带电粒子在磁场区域运动的时间t。

高三物理解答题中等难度题查看答案及解析