如圖所示,回旋加速器D形盒的半徑為R,用來加速質量為m,電量為q的質子,質子每次經過電場區(qū)時,都恰好在電壓為U時并被加速,且電場可視為勻強電場,使質子由靜止加速到能量為E后,由A孔射出.下列說法正確的是(  )
分析:回旋加速器是利用磁場使帶電粒子作回旋運動,在運動中經高頻電場反復加速的裝置,是高能物理中的重要儀器,根據(jù)洛倫茲力提供向心力和動能定理列式分析求解.
解答:解:A、B、由qvB=m
v2
R
得,v=
qvB
m
,則最大動能EK=
1
2
mv2=
q2B2R2
2m
,知最大動能與加速器的半徑、磁感線強度以及電荷的電量和質量有關,與加速電壓無關,故A錯誤,B正確;
C、D、由動能定理得:W=△EK=qU,加速電壓越大,每次獲得的動能越大,而最終的最大動能與加速電壓無關,是一定的,故加速電壓越大,加速次數(shù)越少,加速時間越短,故C錯誤,D正確;
故選BD.
點評:解決本題的關鍵知道回旋加速器是利用電場加速、磁場偏轉來加速粒子,但是最終粒子的動能與電場的大小無關,電壓決定加速的總時間.
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

(2006?南通二模)如圖所示,回旋加速器是用來加速帶電粒子使它獲得很大動能的裝置.其核心部分是兩個D形金屬盒,置于勻強磁場中,兩盒分別與高頻電源相連.則帶電粒子加速所獲得的最大動能與下列因素有關的( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,回旋加速器是用來加速帶電粒子使它獲得很大動能的裝置.其核心部分是兩個“D”型金屬盒,置于勻強磁場中,兩盒分別與高頻交流電源相連.則帶電粒子獲得的最大動能與下列哪些因素有關( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示為回旋加速器的原理示意圖,其核心部分是兩個D形盒,兩盒分別和一高頻交流電源的兩極相連,高頻電源的電壓為U,勻強磁場垂直D形盒平面,磁感應強度為B,在D形盒中央s點處放有粒子源.當粒子源放出質量為m、帶電量為q的粒子(設粒子的初速度為0),然后被回旋加速器加速,設D形盒的最大半徑為R,則( 。
A、所加高頻交流電的頻率應是
Bq
πm
B、所加高頻交流電的頻率應是
Bq
2πm
C、粒子離開加速器前被加速的次數(shù)為
B2qR2
mU
D、粒子離開加速器時的動能是
B2q2R2
2m

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,回旋加速器是加速帶電粒子的裝置,其核心部分是分別與高頻交流電源兩極相連接的兩個D形盒,兩盒間構成一狹縫,兩D形盒處于垂直于盒面的勻強磁場中.下列有關回旋加速器的描述正確的是( 。

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精英家教網(wǎng)如圖所示,回旋加速器是用來加速帶電粒子使它獲得很大動能的裝置.其核心部分是兩個D型金屬盒,置于勻強磁場中,兩盒分別與高頻電源相連.要求高頻電源的周期與粒子在D型盒中運動周期相同.為增大某帶電粒子加速后從D型盒邊緣引出時的動能,下列措施可行的有(不考慮相對論效應)( 。
A、減小磁感應強度.同時增大高頻電源的周期B、增大磁感應強度,同時減小高頻電源的周期C、增大磁感應強度,同時增大高頻電源的電壓D、減小高頻電源的周期.同時增大高頻電源的電壓

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