题目内容

【题目】如图所示,为平行的虚线,上方和下方都是垂直纸面向里的磁感应强度相同的匀强磁场, AB两点都在上。带电粒子从A点以初速斜向上射出,经过偏转后正好过B点,经过B点时速度方向也斜向上,不计重力。下列说法中正确的是(

A. 带电粒子经过B点时的速度一定跟在A点的速度相同;

B. 若将带电粒子在A点时的初速度变大(方向不变),它仍能经过B点;

C. 若将带电粒子在A点时的初速度方向改为与角斜向上,它就不一定经过B点;

D. 粒子一定带正电荷;

【答案】AB

【解析】画出带电粒子运动的可能轨迹,B点的位置可能有下图四种.

A、如图,粒子B的位置在B2B3时速度方向也斜向上,速度跟在A点时的速度大小相等,方向相同,速度相同.故A正确;B、根据轨迹,粒子经过边界L1时入射点与出射点间的距离与经过边界L2时入射点与出射点间的距离相同,与速度无关.所以当初速度大小稍微增大一点,但保持方向不变,它仍能经过B点.故B正确.C、如图,设L1L2之间的距离为d,则AB2的距离为: 所以,若将带电粒子在A点时初速度方向改为与L260°角斜向上,它就只经过一个周期后一定不经过B点.故C错误.D、如图,分别是正负电荷的轨迹,正负电荷都可能.故D错误.故选AB。

练习册系列答案
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【题目】在高能物理研究中,粒子加速器起着重要作用,而早期的加速器只能使带电粒子在高压电场中加速一次,因而粒子所能达到的能量受到高压技术的限制。1930年,Earnest O. Lawrence提出了回旋加速器的理论,他设想用磁场使带电粒子沿圆弧形轨道旋转,多次反复地通过高频加速电场,直至达到高能量。图12甲为Earnest O. Lawrence设计的回旋加速器的示意图。它由两个铝制D型金属扁盒组成,两个D形盒正中间开有一条狭缝;两个D型盒处在匀强磁场中并接有高频交变电压。图乙为俯视图,在D型盒上半面中心S处有一正离子源,它发出的正离子,经狭缝电压加速后,进入D型盒中。在磁场力的作用下运动半周,再经狭缝电压加速;为保证粒子每次经过狭缝都被加速,应设法使交变电压的周期与粒子在狭缝及磁场中运动的周期一致。如此周而复始,最后到达D型盒的边缘,获得最大速度后被束流提取装置提取出。已知正离子的电荷量为q,质量为m,加速时电极间电压大小恒为U,磁场的磁感应强度为BD型盒的半径为R,狭缝之间的距离为d。设正离子从离子源出发时的初速度为零。

(1)试计算上述正离子从离子源出发被第一次加速后进入下半盒中运动的轨道半径;

(2)尽管粒子在狭缝中每次加速的时间很短但也不可忽略。试计算上述正离子在某次加速过程当中从离开离子源到被第n次加速结束时所经历的时间;

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