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劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器,工作原理示意图如图所示。置于真空中的D形金属盒半...

劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器,工作原理示意图如图所示。置于真空中的D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可忽略。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直,高频交流电频率为f,加速电压为U。若A处粒子源产生的质子的质量为m、电荷量为+q,在加速器中被加速,且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。则下列说法正确的是(    )

A.质子被加速后的最大速度不可能超过2πRf

B.质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比

C.质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为1

D.不改变磁感应强度B和交流电频率f,该回旋加速器也能用于a粒子加速

 

AC 【解析】 A.质子出回旋加速器的速度最大,此时的半径为R,则: 所以最大速度不超过2πfR。故A正确。 B.根据洛伦兹力提供向心力:,解得: 最大动能:,与加速的电压无关。故B错误。 C.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,可得质子第2次和第1次经过D形盒狭缝的速度比为,根据,可得半径比为。故C正确。 D.回旋加速器交流电的频率与粒子转动频率相等,即为,可知比荷不同的粒子频率不同,不改变磁感应强度B和交流电频率f,有可能起不到加速作用。故D错误。 故选AC。  
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如图,电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r.将滑动变阻器滑片向下滑动,理想电压表示数变化量的绝对值分别为,理想电流表示数变化量的绝对值,则

A.A的示数增大 B.的示数增大

C.的比值大于r D.大于

 

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平面OM和平面ON之间的夹角为30°,其横截面(纸面)如图所示,平面OM上方存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外。一带电粒子的质量为m,电荷量为qq>0)。粒子沿纸面以大小为v的速度从OM的某点向左上方射入磁场,速度与OM30°角。已知该粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点,并从OM上另一点射出磁场。不计粒子重力。则粒子离开磁场的出射点到两平面交线O的距离为

A. B. C. D.

 

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如图所示,把一重力不计的通电直导线AB水平放在蹄形磁铁磁极的正上方,导线可以在空间自由运动,当导线通以图示方向电流I时,导线的运动情况是(从上往下看)(   )

A.顺时针方向转动,同时下降

B.顺时针方向转动,同时上升

C.逆时针方向转动,同时下降

D.逆时针方向转动,同时上升

 

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如图,虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场,P为磁场边界上的一点.大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点,在纸面内沿不同方向射入磁场.若粒子射入速率为v1,这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上;若粒子射入速率为v2,相应的出射点分布在三分之一圆周上.不计重力及带电粒子之间的相互作用.则v2v1(  )

A.∶2 B.∶1

C.∶1 D.3∶

 

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现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子,其示意图如图所示,其中加速电压恒定。质子()在入口处从静止开始被电场加速,经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。若换作粒子()在入口处从静止开始被同一电场加速,为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场,需将磁感应强度增加到原来的倍数是

A.  B.  C.  D.

 

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