1930年.劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器.工作原理示意图如图所示．关于回旋加速器.下列说法正确的是( )A．粒子从电场中获得能量B．交流电的周期随粒子速度的增大而增大C．要使粒子获得的最大动能增大.可以增大D形盒的半径D．不改变交流电的频率和磁感应强度B.加速质子的回旋加速器也可以用来加速α粒子题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

1930年，劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，工作原理示意图如图所示．关于回旋加速器，下列说法正确的是（　　）

A．粒子从电场中获得能量

B．交流电的周期随粒子速度的增大而增大

C．要使粒子获得的最大动能增大，可以增大D形盒的半径

D．不改变交流电的频率和磁感应强度B，加速质子的回旋加速器也可以用来加速α粒子

A、粒子在电场力作用下，从电场中获得能量，而洛伦兹力不做功，故A正确；
B、要使粒子一直加速，则交流电的周期与粒子回旋周期相等，而回旋周期T=

2πm

，与粒子速度的无关，故B错误；
C、由qvB=m

得，v=

qBR

，则最大动能E_K=

q2B2R2

，知最大动能与加速器的半径、磁感线强度以及电荷的电量和质量有关，与加速电压无关，故C正确；
D、不改变交流电的频率和磁感应强度B，当加速质子的回旋加速器，若能加速其他粒子，必须保证粒子的比荷相等，而α粒子与质子的比荷不相等，故D错误；
故选：AC．

练习册系列答案

在如图所示的xoy坐标系中，仅在x轴上方有垂直于xoy平面向里、范围足够大的匀强磁场Ⅰ．质量为m，电荷量为q的负粒子在xoy平面内运动，某时刻经过y轴上y=a的P点，速度方向与y轴正方向夹角为θ=30°，经过时间t₀粒子第一次经过x轴，速度方向与粒子在P点速度方向相反，不计重力．
（1）求粒子运动的速率v₀和磁场Ⅰ的磁感应强度B₁；
（2）若粒子经过P点时，在x轴上方再叠加一个方向垂直于xoy平面的匀强磁场Ⅱ，使粒子能在磁场中做完整的圆周运动，求匀强磁场Ⅱ的磁感应强度B₂的大小和方向；
（3）若粒子经过P点时，加一方向在xoy平面内的匀强电场，粒子在复合场中运动时经过了A（2x₀，y_A）、C（x₀，y_C）两点，如图所示，粒子在A点的动能是P点动能的

，在C点的动能是P点动能的

，求电场强度E的大小和方向．

如图，区域Ⅰ内有与水平方向成45°角的匀强电场E₁，区域宽度为d₁，区域Ⅱ内有正交的有界匀强磁场B和匀强电场E₂，区域宽度为d₂，磁场方向垂直纸面向里，电场方向竖直向下．一质量为m、带电量为q的微粒在区域Ⅰ左边界的P点，由静止释放后水平向右做直线运动，进入区域Ⅱ后做匀速圆周运动，从区域Ⅱ右边界上的Q点穿出，其速度方向改变了60°，重力加速度为g，求：
（1）区域Ⅰ和区域Ⅱ内匀强电场的电场强度E₁、E₂的大小？
（2）区域Ⅱ内匀强磁场的磁感应强度B的大小．
（3）微粒从P运动到Q的时间有多长？

如图为一种改进后的回旋加速器示意图，其中盒缝间的加速电场场强大小恒定，且被限制在AC板间，虚线中间不需加电场，如图所示，带电粒子从P₀处以速度v₀沿电场线方向射入加速电场，经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动，对这种改进后的回旋加速器，下列说法正确的是（　　）

如图所示为一种改进后的回旋加速器示意图．半径为R的两个中空D形盒，处于垂直于盒面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中．两D形盒左端狭缝处放置一场强恒定的加速电场．带电粒子从P₀处以速度v₀沿电场线方向射入加速电场，经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动，接着又从P₀处进入A、C板间，如此反复，最后从D形盒右侧的边缘飞出．对于这种改进后的回旋加速器，带电粒子每运动一周被加速______次．若被加速的带电粒子的电荷量为q，质量为m，则粒子的最大速度v_m=______．

关于回旋粒子加速器，下列说法正确的是（　　）
①加速器中的电场和磁场都可以使带电粒子加速
②加速器的半径越大粒子从加速器射出时能量越大
⑨加速电场的电压越大粒子从加速器射出时能量越大
④加速器中的磁感强度越大粒子从加速器射出时能量越大．

图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，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，并分别与高频电源相连．带电粒子在运动中的动能E_k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．从E_k-t图可知，要想粒子获得的最大动能越大，则要求D形盒的面积也越大

B．在E_k-t图中应有t₄-t₃=t₃-t₂=t₂-t₁

C．高频电源的变化周期应该等于t_n-t_n-1

D．从E_k-t图可知，粒子加速次数越多，粒子的最大动能一定越大

物理理论成果总要推动社会实践科学的应用和发展，下列实践成果中属于应用了带电粒子在磁场中的偏转原理的是：（）

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