如圖為回旋加速器的示意圖．其核心部分是兩個(gè)D型金屬盒，置于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒定的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并與高頻交流電源相連．帶電粒子在D型盒中心附近由靜止釋放，忽略帶電粒子在電場(chǎng)中的加速時(shí)間，不考慮相對(duì)論效應(yīng)．欲使粒子在D型盒內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間增大為原來(lái)的2倍，下列措施可行的是（　　）
A．僅將磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍
B．僅將交流電源的電壓變?yōu)樵瓉?lái)的
1
2
C．僅將D型盒的半徑變?yōu)樵瓉?lái)的
2
倍
D．僅將交流電源的周期變?yōu)樵瓉?lái)的2倍


根據(jù)qvB=m
v2
R
得，v=
qBR
m
則最大動(dòng)能EKm=
1
2
mv2=
q2B2R2
2m
．
粒子被電場(chǎng)加速一次動(dòng)能的增加qU
則粒子被加速的次數(shù)n=
EKm
qU
=
qB2R2
2mU
粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)周期的次數(shù)n′=
n
2
=
qB2R2
4mU

因T=
2πm
qB
則粒子從靜止開(kāi)始到出口處所需的時(shí)間t=nT=
πBR2
2U
．
由上可知，若僅將磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期變化，則不能與交流電周期同步，得不到始終加速，故A錯(cuò)誤；
由上可知，或僅將交流電源的電壓變?yōu)樵瓉?lái)的
1
2
，或僅將D型盒的半徑變?yōu)樵瓉?lái)的
2
倍，因此BC正確，D錯(cuò)誤；
故選BC
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，半徑為r=10cm的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域邊界跟y軸相切于坐標(biāo)原點(diǎn)O，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.332T，方向垂直紙面向里．在O處有一放射源，可沿紙面向各個(gè)方向射出速率為v=3.2×106m/s的帶正電粒子，已知該粒子的質(zhì)量m=6.64×10-27kg，電量為q=3.2×10-19C．不計(jì)重力．
（1）沿半徑OC方向射出的粒子，穿過(guò)磁場(chǎng)時(shí)方向偏轉(zhuǎn)角度θ是多大？
（2）在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)的粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)間是多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，是a、b、c三個(gè)粒子（不計(jì)重力）在同一點(diǎn)以相同的速度大小和方向垂直射入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)B后所形成的三條運(yùn)動(dòng)軌跡，由此可以判斷（　�。�
A．a(chǎn)粒子帶正電B．c粒子帶正電
C．b粒子帶正電D．b粒子帶負(fù)電

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

在xOy坐標(biāo)系的Ⅰ、Ⅳ象限有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在x軸上A點(diǎn)（L，0）同時(shí)以相同速率v沿不同方向發(fā)出a、b兩個(gè)相同帶電粒子（粒子重力不計(jì)），其中a沿平行+y方向發(fā)射，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后，均先后到達(dá)y軸上的B點(diǎn)（0，
3
L），則兩個(gè)粒子到達(dá)B點(diǎn)的時(shí)間差為（　�。�
A．
3
πL
v
B．
4
3
πL
3v
C．
4πL
3v
D．
8πL
3v

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，在xoy平面內(nèi)y軸與MN邊界之間有沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，y軸左側(cè)和MN邊界右側(cè)的空間有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，MN邊界與y軸平行且間距保持不變．一質(zhì)量為m、電荷量為-q的粒子以速度v0從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸負(fù)方向射入磁場(chǎng)，每次經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)的時(shí)間均為t0，粒子重力不計(jì)．
（1）求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B．
（2）若t=5t0時(shí)粒子回到原點(diǎn)O，求電場(chǎng)區(qū)域的寬度d和此時(shí)的電場(chǎng)強(qiáng)度E0．
（3）若帶電粒子能夠回到原點(diǎn)0，則電場(chǎng)強(qiáng)度E應(yīng)滿足什么條件？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：多選題

一個(gè)用于加速質(zhì)子的回旋加速器，其核心部分如圖所示，D形盒半徑為R，垂直D形盒底面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，兩盒分別與交流電源相連．下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．質(zhì)子被加速后的最大速度隨B、R的增大而增大
B．質(zhì)子被加速后的最大速度隨加速電壓的增大而增大
C．只要R足夠大，質(zhì)子的速度可以被加速到任意值
D．為了使質(zhì)子每次經(jīng)過(guò)D形盒間縫隙時(shí)都能得到加速，應(yīng)使交變電壓的周期等于質(zhì)子的回旋周期

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

一回旋加速器，當(dāng)電場(chǎng)的頻率一定時(shí)，加速α粒子的磁感應(yīng)強(qiáng)度和加速質(zhì)子的磁感應(yīng)強(qiáng)度之比為（　�。�
A．1：1B．1：2C．2：1D．1：4

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

回旋加速器是用來(lái)加速帶電粒子的裝置，如下圖。它的核心部分是兩個(gè)D形金屬盒，兩盒相距很近，分別和高頻交流電源相連接，兩盒間的窄縫中形成勻強(qiáng)電場(chǎng)，使帶電粒子每次通過(guò)窄縫都得到加速．兩盒放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于盒底面，帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，通過(guò)兩盒間的窄縫時(shí)反復(fù)被加速，直到達(dá)到最大周半徑時(shí)通過(guò)特殊裝置被引出�，F(xiàn)要增大粒子射出時(shí)的動(dòng)能，則下列說(shuō)法正確的是（   ）
A．增大電場(chǎng)的加速電壓
B．增大磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度
C．減小狹縫間的距離
D．增大D形盒的半徑

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：填空題

(6分)如圖所示為一種改進(jìn)后的回旋加速器示意圖。半徑為的兩個(gè)中空D形盒，處于垂直于盒面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。兩D形盒左端狹縫處放置一場(chǎng)強(qiáng)恒定的加速電場(chǎng)。帶電粒子從處以速度沿電場(chǎng)線方向射入加速電場(chǎng)，經(jīng)加速后再進(jìn)入D形盒中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，接著又從處進(jìn)入、板間，如此反復(fù)，最后從D形盒右側(cè)的邊緣飛出。對(duì)于這種改進(jìn)后的回旋加速器，帶電粒子每運(yùn)動(dòng)一周被加速     次。若被加速的帶電粒子的電荷量為，質(zhì)量為，則粒子的最大速度的表達(dá)式為      。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案