美國物理學家勞倫斯于1932年發(fā)明的回旋加速器，應用帶電粒子在磁場中做圓周運動的特點，能使帶電粒子在較小的空間范圍內(nèi)經(jīng)過電場的多次加速獲得較大的能量。如圖所示為改進后的回旋加速器的示意圖，其中距離很小的盒縫間的加速電場的場強大小恒定，且被限制在A、C板間，帶電粒子從P0處靜止釋放，并沿電場線方向進入加速電場，經(jīng)加速后進入D形盒中的勻強磁場做勻速圓周運動，對于這種回旋加速器，下列說法正確的是

A．帶電粒子每運動一周被加速一次
B．P1P2＝P2P3
C．粒子能達到的最大速度與D形盒的尺寸無關(guān)
D．加速電場的方向需要做周期性的變化
A

試題分析：據(jù)題意，由于加速電場只在實線部分有，則帶電粒子運動一周，經(jīng)過加速電場一次，故應該被加速一次，選項A正確而D選項錯誤；據(jù)圖有：和，由于帶電粒子經(jīng)過加速電場時有：，經(jīng)過處理得到：，即，同理有：，故B選項錯誤；據(jù)可知，帶電粒子的最大速度有D形盒半徑?jīng)Q定，故C選項錯誤。
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，在矩形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙平面向外的勻強磁場，磁感應強度大小為B=5.0×10-2T，矩形區(qū)域長為
2
3
5
m，寬為0.2m，在AD邊中點O處有一放射源，某時刻，放射源沿紙面向磁場中各方向均勻地輻射出速率均為v=2×l06m/S的某種帶正電粒子，帶電粒子質(zhì)量m=1.6×10-27kg．電荷量為q=+3.2×l0-19C（不計粒子重力），求：
（1）帶電粒子在磁場中做圓周運動的半徑為多大？
（2）從BC邊界射出的粒子中，在磁場中運動的最短時間為多少？
（3）若放射源向磁場內(nèi)共輻射出了N個粒子，求從CD邊界射出的粒子有多少個？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

回旋加速器是獲得高能帶電粒子的裝置．其核心部分是分別與高頻交流電源的兩極相連的兩個D形盒，兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場，使粒子在通過狹縫時都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強磁場中．關(guān)于回旋加速器，下列說法中正確的是（　　）
A．磁場對帶電粒子的洛倫茲力對粒子不做功，因此帶電粒子從D形盒射出時的動能與磁場的強弱無關(guān)
B．狹縫間的電場對粒子起加速作用，因此加速電壓越大，帶電粒子從D形盒射出時的動能越大
C．用同一回旋加速器分別加速不同的帶電粒子，一般要調(diào)節(jié)交變電場的頻率
D．帶電粒子做一次圓周運動，被加速兩次，因此交變電場的周期應為圓周運動周期的二倍

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

如圖所示，A選項中的是回旋加速器的原理圖，B選項中的是研究自感現(xiàn)象的實驗電路圖，C選項中的是歐姆表的內(nèi)部電路圖，D選項中的圖是動圈式話筒的原理圖，下列說法正確的是（　　）
A．
是加速帶電粒子的裝置，其加速電壓越大，帶電粒子最后獲得的速度越大
B．
電路開關(guān)斷開瞬間，燈泡A一定會突然閃亮一下
C．
在測量電阻前，需兩表筆短接，調(diào)節(jié)R1使指針指向0Ω
D．
利用了電磁感應的原理，聲波使膜片振動，從而帶動音圈產(chǎn)生感應電流

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

回旋加速器在核科學、核技術(shù)、核醫(yī)學等高新技術(shù)領域得到了廣泛應用，有力地推動了現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展．回旋加速器的工作原理如圖所示，置于高真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時間可以忽略不計。磁感應強度為B的勻強磁場與盒面垂直。A處粒子源產(chǎn)生的粒子，質(zhì)量為m、電荷量為+q ，在加速器中被加速，設粒子初速度為零，加速電壓為U ，加速過程中不考慮重力作用和相對論效應。下列說法正確的是
A．粒子在回旋加速器中運動時，隨軌道半徑r的增大，盒中相鄰軌道的半徑之差減小
B．粒子從靜止開始加速到出口處所需的時間約為
C．粒子能獲得的最大動能跟加速器磁感應強度無關(guān)
D．加速電壓越大粒子能獲得的最大動能越大

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（18分）如圖所示，回旋加速器D形盒的半徑為R，用來加速質(zhì)量為m、電荷量為q的質(zhì)子，使質(zhì)子由靜止加速到能量為Ek，由A孔射出，求：

（1）加速器中勻強磁場B的方向和大小；
（2）加速器中交變電場的周期；
（3）設兩D形盒間的加速電壓為U，質(zhì)子每次經(jīng)電場加速后能量增加，加速到上述能量所需時間（不計在電場中的加速時間）。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（10分）有一種質(zhì)譜儀的工作原理圖如圖所示。靜電分析器是四分之一圓弧的管腔，內(nèi)有沿圓弧半徑方向指向圓心O1的電場，且與圓心O1等距各點的電場強度大小相等。磁分析器中以O2為圓心、圓心角為90°的扇形區(qū)域內(nèi)，分布著方向垂直于紙面的勻強磁場，其左邊界與靜電分析器的右邊界平行。由離子源發(fā)出一個質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子（初速度為零，重力不計），經(jīng)加速電場加速后，從M點沿垂直于該點的電場方向進入靜電分析器，在靜電分析器中，離子沿半徑為R的四分之一圓弧做勻速圓周運動，并從N點射出靜電分析器。而后離子由P點射入磁分析器中，最后離子沿垂直于磁分析器下邊界的方向從Q點射出，并進入收集器。已知加速電場的電壓為U，磁分析器中磁場的磁感應強度大小為B。

（1）請判斷磁分析器中磁場的方向；
（2）求靜電分析器中離子運動軌跡處電場強度E的大��；
（3）求磁分析器中Q點與圓心O2的距離d。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其主體部分是兩個D形金屬盒．兩金屬盒處在垂直于盒底的勻強磁場中，a、b分別與高頻交流電源兩極相連接，下列說法正確的是
A．離子從磁場中獲得能量
B．離子從電場中獲得能量
C．帶電粒子的運動周期是變化的
D．增大金屬盒的半徑可使粒子射出時的動能增加

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

兩個相同的回旋加速器，分別接在加速電壓U1和U2的高頻電源上，且 U1>U2，有兩個相同的帶電粒子分別在這兩個加速器中運動,設兩個粒子在加速器中運動的時間分別為t1和t2，獲得的最大動能分別為Ek1和Ek2，則（   ）
A．t1<t2 ,Ek1 >Ek2B．t1=t2 , Ek1<Ek2
C．t1> t2 ,Ek1=Ek2D．t1<t2 ,Ek1=Ek2

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