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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. 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.
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考点分析:
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如图所示,回旋加速器D形盒的半径为R,所加磁场的磁感应强度为B,用来加速质量为m、电荷量为q的质子,质子从下半盒的质子源由静止出发,加速到最大能量E后,由A孔射出。下列正确的是(  )

A.回旋加速器不能无限加速质子

B.增大交变电压U,则质子在加速器中运行时间将变短

C.回旋加速器所加交变电压的频率为

D.下半盒内部,质子的运动轨迹半径之比(由内到外)为1

 

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如图所示,界面PQ与水平地面之间有一个正交的匀强磁场B和匀强电场E,在PQ上方有一个带正电的小球AO静止开始下落,穿过电场和磁场到达地面。设空气阻力不计,下列说法中正确的是(  )

A.在复合场中,小球做匀变速曲线运动

B.在复合场中,小球下落过程中的电势能减小

C.小球从静止开始下落到水平地面时的动能等于其电势能和重力势能的减少量总和

D.若其他条件不变,仅增大磁感应强度,小球从原来位置下落到水平地面时的动能不变

 

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目前,世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机。如图表示它的原理:将一束等离子体喷射入磁场,在磁场中有两块金属板AB,这时金属板上就会聚集电荷,产生电压。下列说法正确的是(  )

A.B板带正电

B.A板带正电

C.其他条件不变,只增大射入速度,UAB增大

D.其他条件不变,只增大磁感应强度,UAB增大

 

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如图所示,直角三角形ABC中存在一匀强磁场,比荷相同的两个粒子沿AB方向自A点射入磁场,分别从AC边上的PQ两点射出,则 (  )

A.P射出的粒子速度大

B.Q射出的粒子速度大

C.P射出的粒子,向心加速度大

D.两粒子在磁场中运动的时间一样长

 

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如图所示,在x轴上方的空间存在着垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度的大小为B。许多相同的离子,以相同的速率v,由O点沿纸面向各个方向(y>0)射入磁场区域。不计离子所受重力,不计离子间的相互影响。图中曲线表示离子运动的区域边界,其中边界与y轴交点为M,边界与x轴交点为N,且OMONL。由此可判断(  )

A.这些离子是带正电的

B.这些离子运动的轨道半径为L

C.这些离子的比荷为

D.当离子沿y轴正方向射入磁场时会经过N

 

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