题目内容
回旋加速器是用来加速带电粒子的一种装置，它的工作原理是粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期与其运动的速度无关．每隔一个周期回归一次而被多次重复地加速．回旋加速器的核心部分是两个D形的金属盒，两个D形金属盒之间留一窄缝，在边缘处放有粒子源，D形盒装在真空容器中，整个装置放在巨大电磁铁的两极之间，磁场方向垂直于D形盒的底面，两盒之间接高频电源的两极，使两盒之间形成加速电场．若高频电源的周期与带电粒子在D形盒中的运动周期相同，带电粒子就可以如图那样不断被加速，不断旋转．带电粒子在D形盒内沿螺线轨道逐渐趋于盒的边缘，达到预期速率后用特殊装置把它们引出．现设匀强磁场强度为B，盒间形成的电场强度为E，一带电量为q的粒子在边缘处P由静止经电场加速后进入磁场，以半径为r1做匀速圆周运动，由P点自左向右经A1进入电场，再次加速进入磁场做轨道半径更大的匀速圆周运动，如此经过的位置分别为A2，A3，…，An，轨道半径分别为r2，r3，…，rn，若已知D形盒间的间隙宽为d，则求：
(1)轨道半径r1为多大？
(2)设An与An+1间的距离为z，则当z＜
时，n的值为多大？
答案：
解析：
解析：
|
解：(1)由qEd＝ (2)由2qEd＝ 同理可得r3＝ 故有： 解得n≥5． |
，qv1B＝m
得r1＝
．
，qv2B＝m
得r2＝
r1．
r1，…．rn＝
r1．
＝2(r3－r2)＝2(
)r1．
＝2(r5－r4)＝2(
)r1．
＝2(
)r1＜
r1．
练习册系列答案
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如图所示，回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置．其核心部分是两个“D”型金属盒，置于匀强磁场中，两盒分别与高频交流电源相连．则带电粒子获得的最大动能与下列哪些因素有关（ ）
回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示．如果用同一回旋加速器分别加速氚核（
回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示，它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，两盒间的窄缝中形成匀强电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速．两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出．以下关于回旋加速器的原理和应用，下列说法中正确的是（ ）| A、加速同一种带电粒子时，加速电压越大，粒子获得的最大动能越大 | ||||
| B、加速同一种带电粒子时，加速电压的频率越大，粒子获得的最大动能越大 | ||||
| C、加速同一种带电粒子时，D形盒中的磁场越强，粒子获得的最大动能越大 | ||||
D、加速器可以同时加速氚核（
|
回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示，它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，连接好高频交流电源后，两盒间的窄缝中形成交变的匀强电场，使带电粒子每次通过窄缝都能得到加速．两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直盒面向下，带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，当粒子做圆周运动的半径达到最大值时通过特殊装置被引出．如果用磁感应强度不变的同一回旋加速器分别加速同种电性但比荷（| q |
| m |
| A、加速比荷较大的带电粒子所需的交流电源的周期一定较小 |
| B、加速比荷较大的带电粒子所需的交流电源的周期一定较大 |
| C、加速结束后比荷较大的带电粒子获得的最大动能一定较大 |
| D、加速结束后比荷较大的带电粒子获得的最大动能一定较小 |
回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示．它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，两盒间的窄缝中形成匀强电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速．两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出．如果用同一回旋加速器分别加速氚核（3 1 |
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| A、加速氚核的交流电源的周期较大 |
| B、加速α粒子的交流电源的周期较大 |
| C、加速氚核获得的最大动能也较小 |
| D、加速α粒子获得的最大动能较大 |