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粒子回旋加速器的工作原理如图所示,置于真空中的D形金属盒的半径为R,两金属盒间的...

粒子回旋加速器的工作原理如图所示置于真空中的D形金属盒的半径为R两金属盒间的狭缝很小磁感应强度为B的匀强磁场与金属盒盒面垂直高频交流电的频率为f加速电压为U若中心粒子源处产生的质子质量为m、电荷量为+e在加速器中被加速.不考虑相对论效应则下列说法正确的是(  )

A. 不改变磁感应强度B和交流电的频率f该加速器也可加速α粒子

B. 加速的粒子获得的最大动能随加速电压U的增大而增大

C. 质子被加速后的最大速度不能超过2πRf

D. 质子第二次和第一次经过D形盒间狭缝后轨道半径之比为 1

 

CD 【解析】回旋加速器运用电场加速磁场偏转来加速粒子,根据洛伦兹力提供向心力可以求出粒子的最大速度,从而求出最大动能.在加速粒子的过程中,电场的变化周期与粒子在磁场中运动的周期相等. 【解析】 A、带电粒子在磁场中运动的周期与加速电场的周期相等,根据T=知,换用α粒子,粒子的比荷变化,周期变化,回旋加速器需改变交流电的频率才能加速α粒子.故A错误. B、根据qvB=m,知v=,则最大动能EKm=mv2=.与加速的电压无关.故B错误. C、质子出回旋加速器的速度最大,此时的半径为R,则v==2πRf.所以最大速度不超过2πfR.故C正确. D、粒子在加速电场中做匀加速运动,在磁场中做匀速圆周运动,根据v=知,质子第二次和第一次经过D形盒狭缝的速度比为:1, 根据r=,则半径比为:1.故D正确. 故选CD. 【点评】解决本题的关键知道回旋加速器电场和磁场的作用,知道最大动能与什么因素有关,以及知道粒子在磁场中运动的周期与电场的变化的周期相等.  
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考点分析:
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如图所示虚线空间中存在由匀强电场E和匀强磁场B组成的正交或平行的电场和磁场有一个带正电小球(电荷量为+q,质量为m)从正交或平行的电磁混合场上方的某一高度自由落下那么带电小球可能沿直线通过的是(  )

A.     B.     C.     D.

 

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如图所示从离子源发射出的正离子经加速电压U加速后进入相互垂直的电场(E方向竖直向上)和磁场(B方向垂直纸面向外)发现离子向上偏转.要使此离子沿直线通过电磁场需要(  )

A. 增加E减小B    B. 增加E减小U

C. 适当增加U    D. 适当减小E

 

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如图所示铜质导电板(单位体积的电荷数为n)置于匀强磁场中用电源、开关、电流表、电压表可以测出磁感应强度的大小和方向.将电路接通串联在AB线中的电流表读数为I电流方向从AB并联在CD两端的电压表的读数为UCD>0已知铜质导电板厚h、横截面积为S电子电荷量为e.则该处的磁感应强度的大小和方向可能是(  )

A. 、垂直纸面向外

B. 、竖直向上

C. 、垂直纸面向里

D. 、竖直向下

 

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如图所示在纸面内半径为R的圆形区域中充满了垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场一点电荷从图中A点以速度v0垂直磁场射入当该电荷离开磁场时速度方向刚好改变了180°不计电荷的重力,下列说法正确的是(  )

A. 该点电荷离开磁场时速度方向的反向延长线通过O

B. 该点电荷的比荷

C. 该点电荷在磁场中的运动时间

D. 该点电荷带正电

 

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如图所示的虚线区域内,充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场.一带电粒子a(不计重力)以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域,恰好沿直线由区域右边界的O′点(图中未标出)穿出.若撤去该区域内的磁场而保留电场不变,另一个同样的粒子b(不计重力)仍以相同初速度由O点射入,从区域右边界穿出,则粒子b(  

A.穿出位置一定在O′点下方

B.穿出位置一定在O′点上方

C.运动时,在电场中的电势能一定减小

D.在电场中运动时,动能一定减小

 

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