[题目]在高能物理研究中.回旋加速器起着重要作用.其工作原理如图所示.D1和D2是两个中空的半圆金属盒.它们之间有一定的电势差.两个半圆盒处于与盒面垂直的匀强磁场中.中央O处的粒子源产生的粒子.在两盒之间被电场加速.粒子进入磁场后做匀速圆周运动.忽略粒子在电场中的加速时间.不考虑相对论效应.下列说法正确的是A. 粒子运动半个圆周之后.电场� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】在高能物理研究中，回旋加速器起着重要作用，其工作原理如图所示，D1和D2是两个中空的半圆金属盒，它们之间有一定的电势差。两个半圆盒处于与盒面垂直的匀强磁场中。中央O处的粒子源产生的粒子，在两盒之间被电场加速，粒子进入磁场后做匀速圆周运动，忽略粒子在电场中的加速时间，不考虑相对论效应。下列说法正确的是

A. 粒子运动半个圆周之后，电场的方向必须改变

B. 粒子在磁场中运动的周期越来越大

C. 磁感应强度越大，粒子离开加速器时的动能就越大

D. 两盒间电势差越大，粒子离开加速器的动能就越大

【答案】AC

【解析】

试题回旋加速器通过电场加速、磁场偏转来加速粒子，粒子在磁场中运动的周期与交变电压的周期相等，根据D形盒的半径，结合洛伦兹力提供向心力求出最大动能，判断与什么因素有关．

由于经过半个运动后，速度方向反向，要使粒子继续被加速，则两个D形盒之间的电场方向必须改变，A正确；粒子在磁场中的运动周期为，与速度无关，恒定不变，B错误；根据可得，故粒子的动能，所以磁感应强度越大，粒子离开加速器时的动能就越大，而粒子获得的动能与两盒间的电势差无关，所以C正确D错误．

练习册系列答案

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A. 若粒子带正电且速度，则粒子将沿图中虚线方向通过速度选择器

B. 若粒子带负电且速度，则粒子将偏离虚线方向向上做曲线运动

C. 若粒子带正电且速度，则粒子将偏离虚线方向向上做曲线运动

D. 若粒子带负电且速度，则粒子将偏离虚线方向向上做曲线运动

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a请通过分析、计算，说明小球能否通过圆轨道的最高点P；

b如果在弧形轨道的下端N处静置另一个质量为m2的小球。仍将质量为m1的小球，从弧形轨道距地面高h=2.5R处静止释放，两小球将发生弹性正撞。若要使被碰小球碰后能通过圆轨道的最高点P，那么被碰小球的质量m2需要满足什么条件？请通过分析、计算、说明你的理由。

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