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如图,是回旋加速器的原理示意图,其核心部分是两个D形金属盒,在加速带电粒子时,两金属盒置于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,并分别与高频的交流电相连,已知加速电压为U

网友投稿  2023-04-06 00:00:00  互联网

◎ 题目

如图,是回旋加速器的原理示意图,其核心部分是两个D形金属盒,在加速带电粒子时,两金属盒置于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,并分别与高频的交流电相连,已知加速电压为U,D形金属盒的半径为R,两盒之间的狭逢距离为d,若O处粒子源产生质量为m、电荷量为+q的质子在加速器中被加速(忽略粒子质量变化,不计重力),则下列判断正确的是(   
A.质子加速度的最大动能为q2B2R2/2m
B.质子每次加速后经过D形盒间的狭缝轨道半径是加速前轨道半径的2倍

C.质子在电场与磁场中运动的总时间为t=

D.不改变磁感应强度B和交变电流的频率f,该回旋加速度器不能用于加速氘核

◎ 答案

ACD

◎ 解析

试题分析:

A、由qvmB= mvm2/R 得R= mvm/qB ?vm= BqR/m ,粒子获得的最大动能Ekm=mvm2/2= q2B2R2/2m ,故A正确;
B、由动能定理可得△Ek=qU,可知每次加速动能增加相同,但速度增加不是相同,根据R= mv/Bq ,可知,狭缝轨道半径不是加速前轨道半径的2倍,故B错误;
C、设粒子加速的次数为N,由动能定理可得:NqU=Ekm= q2B2R2/2m ?N= qB2R2/2mU ,

故在磁场中运动的时间为:tB= NT/2 = (qB2R2/4mU) × (2πm/Bq) =πBR2/2U ,

在电场中匀加速运动:Nd=(qU/2md) tE2?tE=,故在电磁场中运动的总时间为:t=,故C正确;
D、加速粒子的周期等于交变电流的周期,故不改变磁感应强度B和交变电流的频率f,该回旋加速度器不能用于加速氘核,故D正确;
故选:ACD.

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图,是回旋加速器的原理示意图,其核心部分是两个D形金属盒,在加速带电粒子时,两金属盒置于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,并分别与高频的交流电相连,已知加速电压为U…”主要考查了你对  【质谱仪】,【回旋加速器】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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