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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Rf

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

D.不改变磁感应强度B和交流电频率f,任何粒子通过该回旋加速器能得到的最大动能相同

 

AC 【解析】 A.由回旋加速器工作原理可知,交流电周期即为粒子在磁场中的运动周期。质子被加速后的最大速度受到D形盒半径R的制约,最大速度 =2πRf 故A正确; B.质子离开回旋加速器的最大动能 Ekm=mv2=m×4π2R2f2=2mπ2R2f2 与加速电压U无关,故B错误; C.根据 ,Uq=m,2Uq= 得质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为,故C正确; D.因通过该回旋加速器能得到的最大动能 Ekm=2mπ2R2f2 而 f、B不变,则不变,但Ekm可能随m变化,D错误。 故选AC。  
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磁流体发电机原理如图所示,等离子体高速喷射到加有强磁场的管道内,正、负离子在洛伦兹力作用下分别向A、B两金属板偏转,形成直流电源对外供电.则(  )

A.仅减小两板间的距离,发电机的电动势将增大

B.仅增强磁感应强度,发电机的电动势将减小

C.仅增加负载的阻值,发电机的输出功率将增大

D.仅增大磁流体的喷射速度,发电机的总功率将增大

 

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在如图所示的平行板器件中,电场强度E和磁感应强度B相互垂直.一带电粒子(重力不计)从左端以速度v沿虚线射入后做直线运动,则该粒子(  )

A.一定带正电

B.速度v=

C.若速度v,粒子一定不能从板间射出

D.若此粒子从右端沿虚线方向进入,仍做直线运动

 

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若速度相同的同一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示,不计重力,则下列相关说法中正确的是(  )

A.该束带电粒子带负电

B.速度选择器的P1极板带负电

C.B2磁场中运动半径越大的粒子,比荷越小

D.B2磁场中运动半径越大的粒子,质量越大

 

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如图所示,一个带正电荷的物块m由静止开始从斜面上A点下滑,滑到水平面上的D点停下来,已知物块与斜面及水平面间的动摩擦因数相同,且不计物块经过B处时的机械能损失.现在所在空间加竖直向下的匀强电场,第二次让物块mA点由静止开始下滑,结果物块在水平面上的点停下来.后又撤去电场,在所在空间加水平向里的匀强磁场,再次让物块mA点由静止开始下滑,结果物块沿斜面滑下并在水平面上的点停下来,则以下说法中正确的是(  )

A.点一定在D点左侧 B.点一定与D点重合

C.点一定在D点右侧 D.点一定与D点重合

 

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质量为、带电荷量为的小物块,从倾角为的光滑绝缘固定斜面上由静止下滑,整个斜面置于方向水平向里的匀强磁场中,磁感应强度为,如图所示. 若带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零,下列说法中正确的是(  

A.小物块一定带正电荷

B.小物块在斜面上运动时做匀加速直线运动

C.小物块在斜面上运动时做加速度增大的变加速直线运动

D.小物块在斜面上下滑过程中,当小物块对斜面的作用力为零的速率为

 

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