如圖所示為回旋加速器的原理示意圖，其核心部分是兩個(gè)靠得非常近的D形盒，兩盒分別和一高頻交流電源的兩極相連，交流高頻電源的電壓為U，勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在兩D形盒內(nèi)且垂直D形盒所在平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，在D形盒中央S點(diǎn)處放有粒子源．粒子源放出質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子（設(shè)粒子的初速度為零）被回旋加速器加速，設(shè)D形盒的最大半徑為R，則（ ）

A．所加高頻交流電的頻率應(yīng)是
B．粒子離開(kāi)加速器的動(dòng)能是
C．粒子離開(kāi)加速器前被加速的次數(shù)為
D．粒子在回旋加速器中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為
【答案】分析：粒子先在電場(chǎng)中加速，然后進(jìn)入磁場(chǎng)，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半圓周后后，粒子再次進(jìn)入電場(chǎng)，此時(shí)電源交換電極，粒子繼續(xù)加速．磁場(chǎng)周期T=，是定值，保持電場(chǎng)與磁場(chǎng)周期相同，則粒子可一直加速．
解答：解：A、交流電時(shí)間，改變一次方向．，f=，故A錯(cuò)誤；
B、半徑為R時(shí)，qvB=，v=，E=mv2=，故B錯(cuò)誤；
C、一次加速為qU，設(shè)加速n次，則nqU=E，n=，故C錯(cuò)誤；
D、加速n次，故運(yùn)動(dòng)故個(gè)周期，總時(shí)間==，故D正確；
故選D
點(diǎn)評(píng)：此題重在理解回旋加速器原理，加速電場(chǎng)半個(gè)周期改變一次反響，與磁場(chǎng)周期相同，保證粒子在電場(chǎng)中一直加速，在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)．進(jìn)行計(jì)算時(shí)，把握好在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間的關(guān)系．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示為回旋加速器的原理示意圖，其核心部分是兩個(gè)靠得非常近的D形盒，兩盒分別和一高頻交流電源的兩極相連，交流高頻電源的電壓為U，勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在兩D形盒內(nèi)且垂直D形盒所在平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，在D形盒中央S點(diǎn)處放有粒子源．粒子源放出質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子（設(shè)粒子的初速度為零）被回旋加速器加速，設(shè)D形盒的最大半徑為R，則（　�。�

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科目：高中物理 來(lái)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(gè)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(qiáng)磁場(chǎng)垂直D形盒平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，在D形盒中央s點(diǎn)處放有粒子源．當(dāng)粒子源放出質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子（設(shè)粒子的初速度為0），然后被回旋加速器加速，設(shè)D形盒的最大半徑為R，則（　�。�
A、所加高頻交流電的頻率應(yīng)是
Bq
πm
B、所加高頻交流電的頻率應(yīng)是
Bq
2πm
C、粒子離開(kāi)加速器前被加速的次數(shù)為
B2qR2
mU
D、粒子離開(kāi)加速器時(shí)的動(dòng)能是
B2q2R2
2m

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示為回旋加速器的示意圖．它由兩個(gè)鋁制D型金屬扁盒組成，兩個(gè)D形盒正中間開(kāi)有一條狹縫，兩個(gè)D型盒處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中并接在高頻交變電源上．在D1盒中心A處有離子源，它產(chǎn)生并發(fā)出的a粒子，經(jīng)狹縫電壓加速后，進(jìn)入D2盒中．在磁場(chǎng)力的作用下運(yùn)動(dòng)半個(gè)圓周后，再次經(jīng)狹縫電壓加速．為保證粒子每次經(jīng)過(guò)狹縫都被加速，設(shè)法使交變電壓的周期與粒子在狹縫及磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期一致．如此周而復(fù)始，速度越來(lái)越大，運(yùn)動(dòng)半徑也越來(lái)越大，最后到達(dá)D型盒的邊緣，以最大速度被導(dǎo)出．已知a粒子電荷量為q，質(zhì)量為m，加速時(shí)電極間電壓大小恒為U，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，D型盒的半徑為R，設(shè)狹縫很窄，粒子通過(guò)狹縫的時(shí)間可以忽略不計(jì)，設(shè)a粒子從離子源發(fā)出時(shí)的初速度為零．（不計(jì)a粒子重力）求：
（1）a粒子第一次被加速后進(jìn)入D2盒中時(shí)的速度大��；
（2）a粒子被加速后獲得的最大動(dòng)能Ek和交變電壓的頻率f
（3）a粒子在第n次由D1盒進(jìn)入D2盒與緊接著第n+1次由D1盒進(jìn)入D2盒位置之間的距離△x．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示為回旋加速器的原理示意圖，其核心部分是兩個(gè)靠得非常近的D形盒，兩盒分別和一高頻交流電源的兩極相連，交流高頻電源的電壓為U，勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在兩D形盒內(nèi)且垂直D形盒所在平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，在D形盒中央S點(diǎn)處放有粒子源．粒子源放出質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子（設(shè)粒子的初速度為零）被回旋加速器加速，設(shè)D形盒的最大半徑為R，則（　�。�
A．所加高頻交流電的頻率應(yīng)是
Bq
πm
B．粒子離開(kāi)加速器的動(dòng)能是
B2q2R2
m
C．粒子離開(kāi)加速器前被加速的次數(shù)為
B2q2R2
mU
D．粒子在回旋加速器中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為
πBR2
2U
精英家教網(wǎng)

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科目：高中物理 來(lái)源：2013年北京市海淀區(qū)高考物理二模試卷（解析版） 題型：解答題

如圖所示為回旋加速器的示意圖．它由兩個(gè)鋁制D型金屬扁盒組成，兩個(gè)D形盒正中間開(kāi)有一條狹縫，兩個(gè)D型盒處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中并接在高頻交變電源上．在D1盒中心A處有離子源，它產(chǎn)生并發(fā)出的a粒子，經(jīng)狹縫電壓加速后，進(jìn)入D2盒中．在磁場(chǎng)力的作用下運(yùn)動(dòng)半個(gè)圓周后，再次經(jīng)狹縫電壓加速．為保證粒子每次經(jīng)過(guò)狹縫都被加速，設(shè)法使交變電壓的周期與粒子在狹縫及磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期一致．如此周而復(fù)始，速度越來(lái)越大，運(yùn)動(dòng)半徑也越來(lái)越大，最后到達(dá)D型盒的邊緣，以最大速度被導(dǎo)出．已知a粒子電荷量為q，質(zhì)量為m，加速時(shí)電極間電壓大小恒為U，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，D型盒的半徑為R，設(shè)狹縫很窄，粒子通過(guò)狹縫的時(shí)間可以忽略不計(jì)，設(shè)a粒子從離子源發(fā)出時(shí)的初速度為零．（不計(jì)a粒子重力）求：
（1）a粒子第一次被加速后進(jìn)入D2盒中時(shí)的速度大小；
（2）a粒子被加速后獲得的最大動(dòng)能Ek和交變電壓的頻率f
（3）a粒子在第n次由D1盒進(jìn)入D2盒與緊接著第n+1次由D1盒進(jìn)入D2盒位置之間的距離△x．

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