如图所示为某电场的部分等势面.一带电粒子仅在电场力作用下运动.途径A.B.C三点.下列说法正确的是( ) A.从B到C的过程.粒子电势能减小B.从A到C的过程.电场力对粒子做负功C.该粒子在A点时的速度大于在C点时的速度D.该粒子在A点时的加速度大于在C点时的加速度题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

如图所示为某电场的部分等势面，一带电粒子仅在电场力作用下运动，途径A、B、C三点，下列说法正确的是（　　）

A、从B到C的过程，粒子电势能减小

B、从A到C的过程，电场力对粒子做负功

C、该粒子在A点时的速度大于在C点时的速度

D、该粒子在A点时的加速度大于在C点时的加速度

分析：电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加．等差等势面越密的区域电场强度越大．

解答：解：A、由于不知道粒子的电性，故从B到C的过程，粒子做功的正负无法判断，故无法判断电势能的增减情况，故A错误；
B、由于不知道粒子的电性，故从A到C的过程，粒子做功的正负无法判断，故无法判断电势能的增减情况，故B错误；
C、D、等差等势面越密的点，电场强度越大；由于A点附近等势面较密集，故电场强度较大，加速度也较大，故C错误，D正确；
故选：D．

点评：本题关键明确两点：电场力做的功等于电势能的减小量；等差等势面的疏密可以反映电场强度的强弱．

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某型号的回旋加速器的工作原理如图甲所示，图为俯视图乙．回旋加速器的核心部分为D形盒，D形盒装在真空容器中，整个装置放在巨大的电磁铁两极之间的强大磁场中，磁场可以认为是匀强在场，且与D形盒盒面垂直．两盒间狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计．D形盒半径为R，磁场的磁感应强度为B．设质子从粒子源A处时入加速电场的初速度不计．质子质量为m、电荷量为+q．加速器接一定涉率高频交流电源，其电压为U．加速过程中不考虑相对论效应和重力作用．
（1）求质子第1次经过狭缝被加速后进入D形盒运动轨道的半径r₁；
（2）求质子从静止开始加速到出口处所需的时间t；
（3）如果使用这台回旋加速器加速α粒子，需要进行怎样的改动？请写出必要的分析及推理．

1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，巧妙地利用带电粒子在磁场中的运动特点，解决了粒子的加速问题．现在回旋加速器被广泛应用于科学研究和医学设备中．

（18分）

1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，巧妙地利用带电粒子在磁场中的运动特点，解决了粒子的加速问题。现在回旋加速器被广泛应用于科学研究和医学设备中。

某型号的回旋加速器的工作原理如图甲所示，图为俯视图乙。回旋加速器的核心部分为D形盒，D形盒装在真空容器中，整个装置放在巨大的电磁铁两极之间的强大磁场中，磁场可以认为是匀强在场，且与D形盒盒面垂直。两盒间狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。D形盒半径为R，磁场的磁感应强度为B。设质子从粒子源A处时入加速电场的初速度不计。质子质量为m、电荷量为+q。加速器接一定涉率高频交流电源，其电压为U。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。

(1)求质子第1次经过狭缝被加速后进入D形盒运动轨道的半径r₁；

(2)求质子从静止开始加速到出口处所需的时间t ；

(3)如果使用这台回旋加速器加速α粒子，需要进行怎样的改动？请写出必要的分析及推理。

某型号的回旋加速器的工作原理如图甲所示，图乙为俯视图。回旋加速器的核心部分为D形盒，D形盒装在真空容器里，整个装置放在巨大的电磁铁两极之间的强大磁场中，磁场可以认为是匀强磁场，且与D形盒底面垂直。两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计，D形盒的半径力R，磁场的磁感应强度为B。设质子从粒子源A处进入加速电场的初速度不计。质子质量为m、电荷量为+q。加速器接一定频率高频交变电源，其电压为U。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。

（1）求质子第1次经过狭缝被加速后进人D形盒运动的轨道半径r1；

（2）求质子从静止开始加速到出口处所需的时间t；

（3）如果使用这台回旋加速器加速α粒子，需要进行怎样的改动？请写出必要的分析与推理。

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