(12分)如圖14所示，回旋加速器D形盒的半徑為R，用來加速質(zhì)量為m、電荷量為q的質(zhì)子，使質(zhì)子由靜止加速到能量為E后，由A孔射出，求：

(1)加速器中勻強(qiáng)磁場B的方向和大小；
(2)設(shè)兩D形盒間距為d，其間電壓為U，電場視為勻強(qiáng)電場，質(zhì)子每次經(jīng)電
場加速后能量增加，加速到上述能量所需回旋周數(shù)；
(3)加速到上述能量所需時(shí)間．
(1)　方向垂直于紙面向里
(2)　(3)
(1)帶電粒子在磁場中做勻圓周運(yùn)動(dòng)，由Bqv＝得，v＝，又E＝mv2＝
m()2，
所以B＝，方向垂直于紙面向里．
(2)帶電粒子每經(jīng)過一個(gè)周期被電場加速二次，能量增加2qU，則：E＝2qUn，n＝.
(3)可以忽略帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，又帶電粒子在磁場中運(yùn)行周期T＝，所
以
t總＝nT＝×＝＝.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

圖是回旋加速器的原理圖，設(shè)在D型盒上半面中心出口處A有一正離子源（離子出發(fā)時(shí)初速不計(jì)），正離子的帶電量為q，質(zhì)量為m，加速時(shí)電極間電壓大小為U，磁場的磁感強(qiáng)度為B，求：
（1）離子在下半盒中第1條和第k條軌道半徑之比為為多少？
（2）設(shè)D型盒的半徑為R，離子能獲得的最大動(dòng)能為多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如右圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖．帶電粒子被加速電場加速后，進(jìn)入速度選擇器．速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場的強(qiáng)度分別為B和E.平板S上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2.平板S下方有強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場．下列表述正確的是
A．質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具
B．速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向外
C．能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于E/B
D．粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的比荷越小

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

1930年，勞倫斯制成了世界上第一臺回旋加速器，工作原理示意圖如圖所示。關(guān)于回旋加速器，下列說法正確的是
A．粒子從電場中獲得能量
B．交流電的周期隨粒子速度的增大而增大
C．要使粒子獲得的最大動(dòng)能增大，可以增大D形盒的半徑
D．不改變交流電的頻率和磁感應(yīng)強(qiáng)度B，加速質(zhì)子的回旋加速器也可以用來加速α粒子

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，設(shè)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，D形金屬盒的半徑為R，狹縫間的距離為d，勻強(qiáng)電場間的加速電壓為U，要增大帶電粒子（電荷量為q、質(zhì)量為m，不計(jì)重力）射出時(shí)的動(dòng)能，則下列方法中正確的是（   ）
A．增大勻強(qiáng)電場間的加速電壓
B．減小狹縫間的距離
C．增大磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度
D．增大D形金屬盒的半徑

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

關(guān)于回旋加速器，下列說法正確的是（   ）
①加速器中的電場和磁場都可以使帶電粒子加速
②其它量一定，加速器的半徑越大粒子從加速器射出時(shí)能量越大
③其它量一定，加速電場的電壓越大粒子從加速器射出時(shí)能量越大
④其它量一定，加速器中的磁感強(qiáng)度越大粒子從加速器射出時(shí)能量越大
A．①②B．①③C．②③D．②④

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示是質(zhì)譜儀工作原理的示意圖．帶電粒子a、b經(jīng)電壓U加速(在A點(diǎn)的初速度為零)后，進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，最后分別打在感光板S上的x1、x2處．圖中半圓形的虛線分別表示帶電粒子a、b所通過的路徑，則(　　)
A．a(chǎn)的質(zhì)量一定小于b的質(zhì)量
B．a(chǎn)的電荷量一定大于b的電荷量
C．在磁場中a運(yùn)動(dòng)的時(shí)間大于b運(yùn)動(dòng)的時(shí)間
D．a(chǎn)的比荷大于b的比荷

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：實(shí)驗(yàn)題

如圖所示，回旋加速器D形盒的半徑為r，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子在加速器的中央從速度為零開始加速.根據(jù)回旋加速器的這些數(shù)據(jù)，估算出該粒子離開加速器時(shí)獲得的動(dòng)能為________________.

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，abcd構(gòu)成一個(gè)邊長為L的正方形區(qū)域，在ac連線的右下方存在場強(qiáng)大小為E、方向垂直于ad向上的勻強(qiáng)電場，在?abc區(qū)域內(nèi)(含邊界)存在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，在?abc區(qū)域外、ac連線的左上方存在方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，兩磁場區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等.現(xiàn)有兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)量均為m、電荷量均為q的帶正電粒子同時(shí)從a點(diǎn)射出，粒子甲的初速度方向由a指向d，粒子乙的初速度方向由a指向c，當(dāng)乙經(jīng)b到達(dá)c點(diǎn)時(shí)，剛好與只在電場中運(yùn)動(dòng)的甲相遇.若空間為真空，不計(jì)粒子重力和粒子間的相互作用力，忽略粒子運(yùn)動(dòng)對電、磁場產(chǎn)生的影響。求：

（1）甲的速率v甲和甲從a到c經(jīng)歷的時(shí)間t。
（2）乙的速率v乙和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B滿足的條件。

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