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图为回旋加速器的示意图,
形金属盒半径为
,两盒间的狭缝很小,磁感应强度为
的匀强磁场与盒面垂直,高频交流电频率为
,加速电压为
。
处粒子源产生氘核,在加速器中被加速,加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。若加速过程中粒子在磁场中运动的周期与高频交流电周期相等,则下列说法正确的是( )








A.若加速电压增加为原来2倍,则氘核的最大动能变为原来的2倍 |
B.若高频交流电的频率增加为原来2倍,则磁感应强度变为原来的2倍 |
C.若该加速器对氦核加速,则高频交流电的频率应变为原来的2倍 |
D.若该加速器对氦核加速,则氦核的最大动能是氘核最动能的2倍 |
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极相连接的两个D形金属盒。两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场,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面的匀强磁场中,如图所示,要增大带电粒子射出时的动能,下列说法中正确的是( )


A.减小狭缝间的距离 |
B.增大匀强电场间的加速电压 |
C.增大磁场的磁感应强度 |
D.增大D形金属盒的半径 |
粒子回旋加速器的工作原理如图所示,置于真空中的D形金属盒的半径为R,两金属盒间的狭缝很小,磁感应强度为B的匀强磁场与金属盒盒面垂直,高频交流电的频率为f,加速电场的电压为U,若中心粒子源处产生的质子质量为m,电荷量为+e,在加速器中被加速。不考虑相对论效应,则下列说法正确是( )


A.不改变磁感应强度B和交流电的频率f,该加速器也可加速α粒子 |
B.质子第二次和第一次经过D形盒间狭缝后轨道半径之比为![]() |
C.质子被加速后的最大速度不能超过2πRf |
D.加速的粒子获得的最大动能随加速电压U的增大而增大 |
如图甲,两个半径足够大的D形金属盒D1、D2正对放置,O1、O2分别为两盒的圆心,盒内区域存在与盒面垂直的匀强磁场。加在两盒之间的电压变化规律如图乙,正反向电压的大小均为Uo,周期为To,两盒之间的电场可视为匀强电场。在t=0时刻,将一个质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子由O2处静止释放,粒子在电场力的作用下向右运动,在
时刻通过O1.粒子穿过两D形盒边界M、N时运动不受影响,不考虑由于电场变化而产生的磁场的影响,不计粒子重力。
(1)求两D形盒边界M、N之间的距离;
(2)若D1盒内磁场的磁感应强度
,且粒子在D1、D2盒内各运动一次后能到达O1,求D2盒内磁场的磁感应强度;
(3)若D2、D2盒内磁场的磁感应强度相同,且粒子在D1、D2盒内各运动一次后在t= 2To时刻到达Ol,求磁场的磁感应强度。

(1)求两D形盒边界M、N之间的距离;
(2)若D1盒内磁场的磁感应强度

(3)若D2、D2盒内磁场的磁感应强度相同,且粒子在D1、D2盒内各运动一次后在t= 2To时刻到达Ol,求磁场的磁感应强度。

1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器,其原理如图所示。这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成,期间留有空隙。两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可忽略。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.不改变磁感应强度和交流电周期,该回旋加速器也能加速α粒子 |
B.被加速的离子从电场中获得能量 |
C.交变电场的变化周期是质子在磁场中运动周期的一半 |
D.为了使质子获得的最大动能增加为原来的4倍,可将磁感应强度增大为原来的2倍 |
1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器,如图所示,磁感应强度为B的匀强磁场与D形盒面垂直,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、周期为T的交流电源上,中心A处粒子源产生的粒子飘人狭缝中由初。速度为零开始加速,最后从出口处飞出。D形盒的半径为R,下列说法正确的是( )


A.粒子在出口处的最大动能与加速电压U有关 |
B.粒子在出口处的最大动能与D形盒的半径无关 |
C.粒子在D形盒中运动的总时间与交流电的周期T有关 |
D.粒子在D形盒中运动的总时间与粒子的比荷无关 |
如图甲是回旋加速器的原理示意图,其核心部分是两个D形金属盒,在加速带电粒子时,两金属盒置于匀强磁场中(磁感应强度大小恒定),并分别与高频电源相连,加速时某带电粒子的动能Ek随时间t的变化规律如图乙所示,若忽略带电粒子在电场中的加速时间,则下列判断正确的是


A.高频电源的变化周期应该等于tn-tn-1 |
B.在Ek-t图像中t4-t3=t3-t2=t2-t1 |
C.粒子加速次数越多,粒子获得的最大动能一定越大 |
D.不同粒子获得的最大动能都相同 |
如图甲所示,一个质量为m,电荷量为q的圆环,可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动且细杆处于匀强磁场中(不计空气阻力),现给圆环一向右的初速度v0,在以后的运动过程中,圆环的速度-时间图像如图乙所示。则关于圆环所带的电性,匀强磁场的磁感应强度B和圆环克服摩擦力所做的功W(重力加速度为g),则下列说法正确的是( )


A.圆环带负电 |
B.B=![]() |
C.W=![]() |
D.W=![]() |
如图所示,表面粗糙的斜面固定于地面上,并处于方向垂直纸面向里的匀强磁场B中.质量为m、带电量为+q的小滑块从斜面顶端由静止下滑.对滑块下滑的过程,下列判断正确的是( )


A.滑块受到的洛仑兹力方向垂直斜面向上 |
B.滑块受到的摩擦力大小不变 |
C.滑块一定不能到达斜面底端 |
D.滑块到达地面时的动能与B的大小有关 |
如图所示,虚线MN竖直方向,左侧是水平正交的匀强电场和匀强磁场,电场方向水平向右,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B1;MN右侧有竖直方向的匀强电场(如图中竖直线,方向未标出)和垂直于纸面的匀强磁强.一质量为m、带正电电荷量为q的带点小球(可视为质点),从MN左侧的场区沿与电场线成θ角斜向上的直线做匀速运动,穿过MN上的A点进入右侧的场区,恰好在竖直面内绕O点做半径为r的匀速圆周运动,并穿过MN上的P点进入左侧场区.已知MN右侧的电场对MN左侧无影响,当地重力加速度为g,求:
(1)MN左侧匀强电场场强E1的大小;
(2)MN右侧匀强电场E2的大小和方向、匀强磁场磁感应强度B2的大小和方向;
(3)带电小球穿过P点刚进入左侧场区时加速度a的大小和方向。
(1)MN左侧匀强电场场强E1的大小;
(2)MN右侧匀强电场E2的大小和方向、匀强磁场磁感应强度B2的大小和方向;
(3)带电小球穿过P点刚进入左侧场区时加速度a的大小和方向。
