回旋加速器是加速帶電粒子的裝置,其核心部分是分別與高頻交流電源兩極相連接的兩個(gè)D形金屬盒,兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場(chǎng),使粒子在通過狹縫時(shí)都能得到加速,兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,如圖所示.設(shè)D形盒半徑為R.若用回旋加速器加速質(zhì)子(氫核)時(shí),勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,高頻交流電的頻率為f.質(zhì)子質(zhì)量為m,電荷量為e.則下列說法正確的是( 。
分析:回旋加速器粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的頻率和高頻交流電的頻率相等,當(dāng)粒子從D形盒中出來時(shí),速度最大,此時(shí)運(yùn)動(dòng)的半徑等于D形盒的半徑.
解答:解:A、由回旋加速器高頻交流電頻率等于質(zhì)子運(yùn)動(dòng)的頻率,則有f=
eB
2πm
,故A錯(cuò)誤;
B、由evB=m
v2
R
可得回旋加速器加速質(zhì)子的最大速度為v=
eBR
m
,則最大動(dòng)能Ek不可能超過
(eBR)2
2m
,故B正確.
C、聯(lián)立解得質(zhì)子被加速后的最大速度不可能超過2πfR,可見,最大速度與加速電場(chǎng)的電壓無(wú)關(guān),故C錯(cuò)誤;
D、由T=
2πm
Bq
知,α粒子在回旋加速器中運(yùn)動(dòng)的頻率是質(zhì)子的
1
2
,不改變B和f,該回旋加速器不能用于加速α粒子,故D錯(cuò)誤.
故選:B.
點(diǎn)評(píng):解決本題的關(guān)鍵知道當(dāng)粒子從D形盒中出來時(shí),速度最大.以及知道回旋加速器粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的頻率和高頻交流電的頻率相等.
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(2008?武昌區(qū)模擬)回旋加速器是加速帶電粒子的裝置,其核心部分是分別與高頻交流電極相連接的兩個(gè)D形金屬盒,兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的電場(chǎng),使粒子在通過狹縫時(shí)都能得到加速,兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,如圖所示,要增大帶電粒子射出時(shí)的動(dòng)能,則下列說法中正確的是( 。

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(2012?丹東模擬)回旋加速器是加速帶電粒子的裝置,其核心部分是分別與高頻交流電源兩極相連接的兩個(gè)D形金屬盒,兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場(chǎng),使粒子在通過狹縫時(shí)都能得到加速,兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,如圖所示.設(shè)D形盒半徑為R.若用回旋加速器加速質(zhì)子時(shí),勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,高頻交流電頻率為f.則下列說法正確的是(  )

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精英家教網(wǎng)回旋加速器是加速帶電粒子的裝置,其核心部分是分別與高頻交流電兩極相連接的兩個(gè)D形金屬盒,兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的勻強(qiáng)電場(chǎng),使粒子在通過狹縫時(shí)都能得到加速.兩D形金屬盒處于垂直于盒底面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,如圖所示,設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,D形金屬盒的半徑為R,狹縫間的距離為d,勻強(qiáng)電場(chǎng)間的加速電壓為U,要增大帶電粒子(電荷量為q質(zhì)量為m,不計(jì)重力)射出時(shí)的動(dòng)能,則下列方法中正確的是( 。
A、增大勻強(qiáng)電場(chǎng)間的加速電壓B、減小狹縫間的距離C、增大磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度D、增大D形金屬盒的半徑

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精英家教網(wǎng)回旋加速器是加速帶電粒子的裝置,其核心部分是分別與高頻交流電源兩極相連接的兩個(gè)D形金屬盒,兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場(chǎng),使粒子在通過狹縫時(shí)都能得到加速,兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,如圖所示.設(shè)D形盒半徑為R.若用回旋加速器加速質(zhì)子(氫核)時(shí),勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,高頻交流電頻率為f.質(zhì)子質(zhì)量為m,電荷量為e.則下列說法正確的是(  )
A、質(zhì)子被加速后的最大速度不可能超過2πRf
B、質(zhì)子被加速后的最大動(dòng)能Ek不可能超過
(eBR)2
2m
C、質(zhì)子被加速后的最大動(dòng)能與狹縫間的加速電壓、加速次數(shù)無(wú)關(guān)
D、改變B和f,該回旋加速器也能用于加速α粒子(即氦核)

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