加速器在核物理和粒子物理研究中發(fā)揮著巨大的作用，回旋加速器是其中的一種。如圖是某回旋加速器的結構示意圖，D1和D2是兩個中空的、半徑為R的半圓型金屬盒，兩盒之間窄縫的寬度為d,它們之間有一定的電勢差U。兩個金屬盒處于與盒面垂直的勻強磁場中，磁感應強度大小為B。D1盒的中央A處的粒子源可以產(chǎn)生質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子，粒子每次經(jīng)過窄縫都會被電場加速，之后進入磁場做勻速圓周運動，經(jīng)過若干次加速后，粒子從金屬盒D1邊緣離開，忽略粒子的初速度、粒子的重力、粒子間的相互作用及相對論效應。
（1）求粒子離開加速器時獲得的最大動能Ekm；
（2）在分析帶電粒子的運動軌跡時，用Δd表示任意兩條相鄰軌跡間距，甲同學認為Δd不變，乙同學認為Δd逐漸變大，丙同學認為Δd逐漸減小，請通過計算分析哪位同學的判斷是合理的；
（3）若該回旋加速器金屬盒的半徑R=1m,窄縫的寬度d=0.1cm,求粒子從A點開始運動到離開加速器的過程中，其在磁場中運動時間與在電場中運動時間之比。（結果保留兩位有效數(shù)字）
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：123引用：2難度：0.7
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1．回旋加速器的工作原理如圖所示。D1和D2是兩個中空的半圓金屬盒，處于與盒面垂直的勻強磁場中，它們之間有一定的電勢差U。A處的粒子源產(chǎn)生的帶電粒子在加速器中被加速。下列說法正確的是（ ?。?/h2>發(fā)布：2024/12/29 21:30:1組卷：163引用：2難度：0.8 -
2．回旋加速器的構造如圖所示，D1、D2是半圓形金屬盒，D形盒的縫隙處接交流電源，D形盒處于勻強磁場中。工作時交流電的周期和粒子做圓周運動的周期（選填“相等”或“不相等”），粒子經(jīng)電場加速，經(jīng)磁場回旋，獲得的最大動能由和D形盒的決定，與加速電壓無關。發(fā)布：2024/12/29 14:0:1組卷：66引用：2難度：0.8 -
3．如圖所示，回旋加速器D形盒的半徑為R，所加磁場的磁感應強度為B，用來加速質(zhì)量為m、電荷量為q的質(zhì)子，質(zhì)子從下半盒的質(zhì)子源由靜止出發(fā)，加速到最大能量E后由A孔射出，則下列說法正確的是（ ?。?/h2>發(fā)布：2024/12/17 19:30:2組卷：35引用：2難度：0.5
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