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一个用于加速质子的回旋加速器,其核心部分如图所示,D形盒半径为,垂直D形盒底面的...

一个用于加速质子的回旋加速器,其核心部分如图所示,D形盒半径为,垂直D形盒底面的匀强磁场的磁感应强度为B.两盒分别与交流电源相连设质子的质量为m、电荷量为q,则下列说法正确的是(    )

A.D形盒之间交变电场的周期为

B.质子被加速后的最大速度随B的增大而增大

C.质子被加速后的最大速度随加速电压的增大而增大

D.质子离开加速器时的动能与成正比

 

AB 【解析】 A.D形盒之间交变电场的周期等于质子在磁场中回旋的周期,A正确; BC.由得,当r=R时,质子速度最大,,即B、R越大,越大,与加速电压无关,B正确,C错误; D.质子离开加速器时的动能 质子离开加速器时的动能与R2成正比,故D错误; 故选AB。  
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考点分析:
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如图一所示是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图,其核心部分是两个D形金属盒,在加速带电粒子时,两金属盒置于匀强磁场中,两盒分别与高频电源相连.带电粒子在磁场中运动的动能随时间的变化规律如图二所示忽略带电粒子在电场中的加速时间,则下列判断中正确的是(   

A.图像中应有

B.加速电压越大,粒子最后获得的动能就越大

C.粒子加速次数越多,粒子最大动能一定越大

D.要想粒子获得的最大动能增大,可增加D形盒的面积

 

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如图所示,在x0x 0的区域中,存在磁感应强度大小分别为B1B2的匀强磁场,磁场方向均垂直于纸面向里,且B1B2.一个带负电荷的粒子从坐标原点O以速度V沿x轴负方向射出,要使该粒子经过一段时间后又经过O点,B1B2的比值应满足什么条件?

 

 

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如图(a)所示,在以O为圆心,内外半径分别为R1R2的圆环区域内,存在辐射状电场和垂直纸面的匀强磁场,内外圆间的电势差U为常量,R1R0R23R0,一电量为+q,质量为m的粒子从内圆上的A点进入该区域,不计重力.

(1)已知粒子从外圆上以速度v1射出,求粒子在A点的初速度v0的大小.

(2)若撤去电场,如图(b),已知粒子从OA延长线与外圆的交点C以速度v2射出,方向与OA延长线成45°角,求磁感应强度的大小及粒子在磁场中运动的时间.

(3)在图(b)中,若粒子从A点进入磁场,速度大小为v3,方向不确定,要使粒子一定能够从外圆射出,磁感应强度应小于多少?

 

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如图所示,一带电量为q=2×10-9c,质量为m=1.8×10-16kg的粒子,在直线上一点O沿30°角方向进入磁感强度为B的匀强磁场中,经历t=1.5×10-6s后到达直线上另一点P.求:

(1)粒子作圆周运动的周期T

(2)磁感强度B的大小;

(3)OP的距离为0.1m,则粒子的运动速度v多大?

 

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回旋加速器核心部分是两个D形金属扁盒,两盒分别和一高频交流电源两极相接.以便在盒间的窄缝中形成匀强电场,使粒子每次穿过狭缝都得到加速.两盒放在磁惑应强度为B的匀强磁场中.磁场方向垂直于盒底面.粒子源置于盒的圆心附近,若粒子源射出的粒子带电荷量为q,质量为m,粒子最大回旋半径为Rn,其运动轨迹如图所示.问.

(1)D形盒内有无电场?

(2)粒子在盒内做何种运动?

(3)所加交流电压频率应是多大.粒子运动的角速度为多大?

(4)粒子离开加速器时速度为多大?最大动能为多少?

(5)设两D形盒间电场的电势差为U盒间距离为d,其间电场均匀,求把静止粒子加速到上述能量所需时间.

 

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