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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型金属盒的半径为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型金属盒的半径为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,高频率交流电的频率为f,加速器的电压为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,则下列说法正确是

A.质子被加速后的最大速度不能超过Rf

B.加速的质子获得的最大动能随加速电场U增大而增大

C.质子第二次和第一次经过D型盒间狭缝后轨道半径之比为

D.不改变磁感应强度B和交流电的频率f,该加速器也可加速粒子

 

AC 【解析】 质子在回旋加速器中被加速,需要满足质子做圆周运动的周期与交变电压的周期相等,质子的最大动能由D型盒的半径R决定,故B错误;由半径公式可知质子的最大速度,且满足周期,可得最大速度,故A正确;质子在电场中加速,根据动能定理,第一次通过狭缝有,第二次通过狭缝有,由两式可知,故C正确;质子的电荷数和质量数都是1,粒子(氦核)的电荷数为2,质量数为4,两种粒子的比荷并不相等,由周期公式可知两种粒子的周期也不相等,不改变磁感应强度B和交流电的频率f,则不满足粒子做圆周运动的周期与交流电的周期相等,该加速器就不能加速a粒子,故D错误.  
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考点分析:
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如图所示,一个绝缘光滑半圆环轨道处于竖直向下的匀强电场E中,在轨道的上端,一个质量为m、带电量为+q的小球由静止开始沿轨道运动,则(     

A.小球运动过程中机械能守恒

B.小球机械能和电势能的总和先增大后减小

C.在最低点球对环的压力为(mgqE

D.在最低点球对环的压力为3mgqE

 

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如图所示,有一带电粒子贴着板沿水平方向射入匀强电场,当偏转电压为时,带电粒子沿①轨迹从两板正中间飞出;当偏转电压为时,带电粒子沿②轨迹落到板中间;设粒子两次射入电场的水平速度相同,则两次偏转电压之比为(   

A. B.

C. D.

 

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如图所示的天平可用来测定磁感应强度。天平的右臂下面挂有一个矩形线圈,宽度为l,共N匝,线圈下端悬在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面。当线圈中通有电流方向如图时,在天平左、右两边加上质量各为的砝码,天平平衡,当电流反向大小不变时,右边再加上质量为m的砝码后,天平重新平衡,由此可知(  

A.磁感应强度的方向垂直纸面向里,大小为

B.磁感应强度的方向垂直纸面向里,大小为

C.磁感应强度的方向垂直纸面向外,大小为

D.磁感应强度的方向垂直纸面向外,大小为

 

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如图所示,在边长为2a的正三角形区域内存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场.一个质量为m、电荷量为-q的带电粒子(重力不计)AB边的中心O以速度v进入磁场,粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与AB边的夹角为60°,若要使粒子能从AC边穿出磁场,则匀强磁场的大小B需满足(   )

A.B> B.B<

C.B> D.B<

 

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三根平行的长直导线,分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点,三根导线中电流方向相同,AB两导线中的电流大小相等,如图所示,已知导线A在斜边中点O处所产生的磁场的磁感应强度大小为B0,导线C在斜边中点O处所产生的磁场的磁感应强度大小为2B0,则O处的磁感应强度的大小和方向为(  )

A.大小为B0,方向沿OA方向

B.大小为2B0,方向竖直向下

C.大小为2B0,方向沿OA方向

D.大小为2B0,方向沿OB方向

 

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