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          精英家教網(wǎng)如圖所示為回旋加速器的原理示意圖，其核心部分是兩個D形盒，兩盒分別和一高頻交流電源的兩極相連，高頻電源的電壓為U，勻強磁場垂直D形盒平面，磁感應(yīng)強度為B，在D形盒中央s點處放有粒子源．當(dāng)粒子源放出質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子（設(shè)粒子的初速度為0），然后被回旋加速器加速，設(shè)D形盒的最大半徑為R，則（　�。�
          A、所加高頻交流電的頻率應(yīng)是
          Bq
          πm
          B、所加高頻交流電的頻率應(yīng)是
          Bq
          2πm
          C、粒子離開加速器前被加速的次數(shù)為
          B2qR2
          mU
          D、粒子離開加速器時的動能是
          B2q2R2
          2m
          			
          


			
          

		
          
		
		
	
          
		
          
			
          
				
          
				
          分析：粒子先在電場中加速，然后進入磁場，做勻速圓周運動，半圓周后后，粒子再次進入電場，此時電源交換電極，粒子繼續(xù)加速．磁場周期T=
          2πm
          qB
          ，是定值，保持電場與磁場周期相同，則粒子可一直加速．
          解答：解：A、交流電
          T
          2
          時間，改變一次方向，
          T
          2
          =
          1
          2f
          =
          πm
          qB
          得：f=
          qB
          2πm
          ，故A錯誤B正確；
          C、半徑為R時，qvB=m
          v2
          R
          得v=
          qBR
          m
          ，E=
          1
          2
          mv2=
          q2B2R2
          2m
          ，一次加速為qU，設(shè)加速n次，則nqU=E，n=
          qB2R2
          2mU
          故C錯誤D正確；
          故選：BD．
          點評：此題重在理解回旋加速器原理，加速電場半個周期改變一次反響，與磁場周期相同，保證粒子在電場中一直加速，在磁場中旋轉(zhuǎn)．進行計算時，把握好在電場和磁場中運動時間的關(guān)系．
          				
          
							
          
			
          
			
          
			
			
          
		
          
	
          

		
          

		





			
          
		
          
		
				
          
				練習(xí)冊系列答案
		
          
		
				
			

					
          
				相關(guān)習(xí)題
			
          
						
		
          
			
          
				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          如圖所示為回旋加速器的原理示意圖，其核心部分是兩個靠得非常近的D形盒，兩盒分別和一高頻交流電源的兩極相連，交流高頻電源的電壓為U，勻強磁場分布在兩D形盒內(nèi)且垂直D形盒所在平面，磁感應(yīng)強度為B，在D形盒中央S點處放有粒子源．粒子源放出質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子（設(shè)粒子的初速度為零）被回旋加速器加速，設(shè)D形盒的最大半徑為R，則（　�。�
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          精英家教網(wǎng)如圖所示為回旋加速器的示意圖．它由兩個鋁制D型金屬扁盒組成，兩個D形盒正中間開有一條狹縫，兩個D型盒處在勻強磁場中并接在高頻交變電源上．在D1盒中心A處有離子源，它產(chǎn)生并發(fā)出的a粒子，經(jīng)狹縫電壓加速后，進入D2盒中．在磁場力的作用下運動半個圓周后，再次經(jīng)狹縫電壓加速．為保證粒子每次經(jīng)過狹縫都被加速，設(shè)法使交變電壓的周期與粒子在狹縫及磁場中運動的周期一致．如此周而復(fù)始，速度越來越大，運動半徑也越來越大，最后到達(dá)D型盒的邊緣，以最大速度被導(dǎo)出．已知a粒子電荷量為q，質(zhì)量為m，加速時電極間電壓大小恒為U，磁場的磁感應(yīng)強度為B，D型盒的半徑為R，設(shè)狹縫很窄，粒子通過狹縫的時間可以忽略不計，設(shè)a粒子從離子源發(fā)出時的初速度為零．（不計a粒子重力）求：
          （1）a粒子第一次被加速后進入D2盒中時的速度大��；
          （2）a粒子被加速后獲得的最大動能Ek和交變電壓的頻率f
          （3）a粒子在第n次由D1盒進入D2盒與緊接著第n+1次由D1盒進入D2盒位置之間的距離△x．
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：不詳
				題型：單選題
			
          

						
          如圖所示為回旋加速器的原理示意圖，其核心部分是兩個靠得非常近的D形盒，兩盒分別和一高頻交流電源的兩極相連，交流高頻電源的電壓為U，勻強磁場分布在兩D形盒內(nèi)且垂直D形盒所在平面，磁感應(yīng)強度為B，在D形盒中央S點處放有粒子源．粒子源放出質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子（設(shè)粒子的初速度為零）被回旋加速器加速，設(shè)D形盒的最大半徑為R，則（　�。�
          A．所加高頻交流電的頻率應(yīng)是
          Bq
          πm
          B．粒子離開加速器的動能是
          B2q2R2
          m
          C．粒子離開加速器前被加速的次數(shù)為
          B2q2R2
          mU
          D．粒子在回旋加速器中運動的時間為
          πBR2
          2U
          精英家教網(wǎng)
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：2013年北京市海淀區(qū)高考物理二模試卷（解析版）
				題型：解答題
			
          

						
          如圖所示為回旋加速器的示意圖．它由兩個鋁制D型金屬扁盒組成，兩個D形盒正中間開有一條狹縫，兩個D型盒處在勻強磁場中并接在高頻交變電源上．在D1盒中心A處有離子源，它產(chǎn)生并發(fā)出的a粒子，經(jīng)狹縫電壓加速后，進入D2盒中．在磁場力的作用下運動半個圓周后，再次經(jīng)狹縫電壓加速．為保證粒子每次經(jīng)過狹縫都被加速，設(shè)法使交變電壓的周期與粒子在狹縫及磁場中運動的周期一致．如此周而復(fù)始，速度越來越大，運動半徑也越來越大，最后到達(dá)D型盒的邊緣，以最大速度被導(dǎo)出．已知a粒子電荷量為q，質(zhì)量為m，加速時電極間電壓大小恒為U，磁場的磁感應(yīng)強度為B，D型盒的半徑為R，設(shè)狹縫很窄，粒子通過狹縫的時間可以忽略不計，設(shè)a粒子從離子源發(fā)出時的初速度為零．（不計a粒子重力）求：
          （1）a粒子第一次被加速后進入D2盒中時的速度大��；
          （2）a粒子被加速后獲得的最大動能Ek和交變電壓的頻率f
          （3）a粒子在第n次由D1盒進入D2盒與緊接著第n+1次由D1盒進入D2盒位置之間的距離△x．

          

			
          

			
          
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