回旋加速器是高能物理中的重要儀器，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖甲所示：置于真空中的兩個(gè)D形金屬盒半徑均為R，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B₀的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與盒面垂直，兩盒間距很小，它們之間有一定的電勢(shì)差，A處粒子源產(chǎn)生質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子在加速器交流電源產(chǎn)生的周期性變化的電場(chǎng)中由靜止開(kāi)始被加速，并垂直于磁場(chǎng)方向進(jìn)入磁場(chǎng)。加速電壓u隨時(shí)間的變化關(guān)系圖像如圖乙所示，其中T=
2
πm
q
B
0
忽略帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，不考慮相對(duì)論效應(yīng)和變化電場(chǎng)對(duì)磁場(chǎng)分布的影響。
（1）判斷粒子在圖甲磁場(chǎng)中回旋的方向（“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”）；
（2）求粒子離開(kāi)加速器時(shí)獲得的最大動(dòng)能E_k；
（3）調(diào)節(jié)交流電的電壓，先、后兩次的電壓大小比為1：2，則粒子在加速器中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為多少？
（4）實(shí)際使用中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)，若在t=
1
4
T時(shí)粒子第一次被加速，要實(shí)現(xiàn)連續(xù)n次加速，求B可波動(dòng)的最大范圍。

【考點(diǎn)】回旋加速器．

【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：135引用：2難度：0.3

相似題

1．如圖所示為回旋加速器的示意圖。兩個(gè)靠得很近的D形金屬盒處在與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一質(zhì)子從加速器的A處開(kāi)始加速。已知D型盒的半徑為R，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，兩盒間的高頻交變電源的電壓為U、頻率為f,質(zhì)子質(zhì)量為m,電荷量為q。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（　?。?/h2>

A．質(zhì)子的最大速度與高頻交變電源的電壓U有關(guān)，且隨電壓U增大而增加

B．質(zhì)子的最大動(dòng)能為

（

）

C．高頻交變電源的頻率

πm

D．D形金屬盒內(nèi)無(wú)電場(chǎng)，兩盒間無(wú)磁場(chǎng)

發(fā)布：2024/10/26 3:30:1組卷：135引用：3難度：0.6

A．圖甲中，將一束等離子體噴入磁場(chǎng)，A、B板間產(chǎn)生電勢(shì)差，B板電勢(shì)高

B．圖乙中，

H、

H從靜止經(jīng)電場(chǎng)加速后射入磁場(chǎng)，打在膠片上的位置靠近P的粒子是

C．圖丙中，粒子能夠沿直線勻速向右通過(guò)速度選擇器的速度

D．圖丁中，隨著粒子速度的增大，交變電流的頻率也應(yīng)該增大

發(fā)布：2024/10/27 15:0:2組卷：16引用：1難度：0.7

A．由于粒子速度被逐漸加大，則它在D形盒中的運(yùn)動(dòng)周期越來(lái)越小

B．由于粒子速度被逐漸加大，極板所加的交流電周期要相應(yīng)減小

C．粒子從加速器出來(lái)的最大速度與D形盒的半徑大小及磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)

D．粒子增加的動(dòng)能來(lái)源于磁場(chǎng)

發(fā)布：2024/10/29 6:30:1組卷：246引用：4難度：0.6

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