(1)所加交流电频率应是多大?(2)离子离开加速器时动能多大?(3)若两D型盒间距为d.两者间电场为匀强电场.假设粒子在电场中加速的时间不忽略.但又不影响高频电源与粒子偏转间的同步关系.求某个粒子从加速开始到从D形盒中出来.所需的总时间? 题目和参考答案——青夏教育精英家教网——

题目内容

（1）所加交流电频率应是多大？
（2）离子离开加速器时动能多大？
（3）若两D型盒间距为d，两者间电场为匀强电场，假设粒子在电场中加速的时间不忽略，但又不影响高频电源与粒子偏转间的同步关系，求某个粒子从加速开始到从D形盒中出来，所需的总时间？

（1）

（2）

（3）

①

②

③加速次数

在磁场中偏转的时间

在电场中加速的时间为t₂，

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回旋加速器是加速带电粒子的装置，其主体部分是两个D形金属盒．两金属盒处在垂直于盒底的匀强磁场中，a、b分别与高频交流电源两极相连接，下列说法正确的是

A．离子从磁场中获得能量

B．离子从电场中获得能量

C．带电粒子的运动周期是变化的

D．增大金属盒的半径可使粒子射出时的动能增加

两个相同的回旋加速器，分别接在加速电压U₁和U₂的高频电源上，且 U₁>U₂，有两个相同的带电粒子分别在这两个加速器中运动,设两个粒子在加速器中运动的时间分别为t₁和t₂，获得的最大动能分别为E_k1和E_k2，则（）

A．t₁<t₂ ,E_k1 >E_k2

B．t₁₌t₂ , E_k1<E_k2

C．t₁> t₂ ,E_k1=E_k2

D．t₁<t₂ ,E_k1=E_k2

欧洲强子对撞机在2010年初重新启动，并取得了将质子加速到1.18万亿ev的阶段成果，为实现质子对撞打下了坚实的基础。质子经过直线加速器加速后进入半径一定的环形加速器，在环形加速器中，质子每次经过位置A时都会被加速（图1），当质子的速度达到要求后，再将它们分成两束引导到对撞轨道中，在对撞轨道中两束质子沿相反方向做匀速圆周运动，并最终实现对撞（图2）。质子是在磁场的作用下才得以做圆周运动的。下列说法中正确的是（）

A．质子在环形加速器中运动时，轨道所处位置的磁场会逐渐减小

B．质子在环形加速器中运动时，轨道所处位置的磁场始终保持不变

C．质子在对撞轨道中运动时，轨道所处位置的磁场会逐渐减小

D．质子在对撞轨道中运动时，轨道所处位置的磁场始终保持不变

如图所示是一个回旋加速器的示意图，其中两个半圆形金属盒内有方向垂直于纸面，磁感强度为B的匀强磁场，两金属盒分别接到交变电源的两极上，在两盒间的狭缝处形成交变的电场．质量为m、电量为q的带电粒子从下面盒的中心O点进入，进入时的初速可以忽略，经两盒间狭缝处的电场加速后进入上面盒内，在磁场中做圆周运动，当它回到狭缝处时，电场恰好反向，再次对粒子加速，进入下面磁场中，从c₁处再进入电场中加速，以后则重复前面的过程，并且每次电场对粒子做的功都是W．图中c₂、c₃、……是后面各次从下面磁场中射出时的位置．

(1)求Oc₁的距离．
(2)n为多大时，c_nc_n+1小于或等于Oc₁的一半？

（18分）如图所示，在xOy平面内存在均匀、大小随时间周期性变化的磁场和电场，变化规律分别如图乙、丙所示（规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向、沿y轴正方向电场强度为正）。在t=0时刻由原点O发射初速度大小为v_o，方向沿y轴正方向的带负电粒子。
已知v₀、t₀、B₀，粒子的比荷为

，不计粒子的重力。求：

（1） t= t₀时，求粒子的位置坐标；
（2）若t=5t₀时粒子回到原点，求0～5t_o时间内粒子距x轴的最大距离；
（3）若粒子能够回到原点，求满足条件的所有E₀值。

（20分）静电喷漆技术具有效率高、浪费少、质量好、有益于健康等优点，其装置可简化如图。

为水平放置的间距

的两块足够大的平行金属板，两板间有方向由

的匀强电场,场强为

板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪

，油漆喷枪可向各个方向均匀地喷出初速度大小均为

的油漆微粒，已知油漆微粒的质量均为

、电荷量均为

，不计油漆微粒间的相互作用、油漆微粒带电对板间电场和磁场的影响及空气阻力，重力加速度

（1）油漆微粒落在

板上所形成的图形面积；
（2）若让

两板间的电场反向，并在两板间加垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度

，调节喷枪使油漆微粒只能在纸面内沿各个方向喷出，其它条件不变。

板被油漆微粒打中的区域的长度；
（3）在满足（2）的情况下，打中

板的油漆微粒中，在磁场中运动的最短时间。

（19分）如图所示装置中，区域Ⅰ和Ⅲ中分别有竖直向上和水平向右的匀强电场，电场强度分别为E和E/2;Ⅱ区域内有垂直向外的水平匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m、带电量为q的带负电粒子（不计重力）从左边界O点正上方的M点以速度v₀水平射入电场，经水平分界线OP上的A点与OP成60°角射入Ⅱ区域的磁场，并垂直竖直边界CD进入Ⅲ区域的匀强电场中。求:

（1）粒子在Ⅱ区域匀强磁场中运动的轨道半径;
（2）O、M间的距离;
（3）粒子从M点出发到第二次通过CD边界所经历的时间。

（20分）电视机的显像管中，电子束的偏转是用电偏和磁偏转技术实现的。如图甲所示，电子枪发射出的电子经小孔S₁进入竖直放置的平行金属板M、N间，两板间所加电压为U₀；经电场加速后，电子由小孔S₂沿水平放置金属板P和Q的中心线射入，两板间距离和长度均为

；距金属板P和Q右边缘

处有一竖直放置的荧光屏；取屏上与S₁、S₂共线的O点为原点，向上为正方向建立x轴。已知电子的质量为m，电荷量为e，初速度可以忽略。不计电子重力和电子之间的相互作用。
（1）求电子到达小孔S₂时的速度大小v；
（2）若金属板P、Q间只存在垂直于纸面向外的匀强磁场，电子恰好经过P板的右边缘飞出，求磁场的磁感应强度大小B；
（3）若金属板P和Q间只存在电场，P、Q两板间电压u随时间t的变化关系如图乙所示，单位时间内从小孔S₁进入的电子个数为N。电子打在荧光屏上形成一条亮线；每个电子在板P和Q间运动的时间极短，可以认为两板间的电压恒定；忽略电场变化产生的磁场。试求在一个周期（即2t₀时间）内打到荧光屏单位长度亮线上的电子个数n。