1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器,其原理如图所示,它的核心部分是两个D形金属盒,两盒相距很近,分别和交变电源相连接,两盒放在匀强磁场中,磁场方向垂直
题型:不详难度:来源:
1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器,其原理如图所示,它的核心部分是两个D形金属盒,两盒相距很近,分别和交变电源相连接,两盒放在匀强磁场中,磁场方向垂直于盒底面,某一带电粒子在磁场中做圆周运动,通过两盒间的窄缝时反复被加速,当达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出。下列说法正确的是
A.带电粒子在回旋加速器中从磁场中获得能量 | B.带电粒子在回旋加速器中从电场中获得能量 | C.高频交变电源的电压越大,带电粒子从出口被引出时获得的动能越大 | D.匀强磁场的磁感应强度越大,带电粒子从出口被引出时获得的动能越大 |
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答案
BD |
解析
试题分析:在磁场中洛伦兹力不做功,所以粒子在电场中获得能量,A错;B对; 只有当粒子偏转的半径增大到D型盒半径时才能从出口飞出,所以最大动能与电源电压无关,由D型盒的半径决定,C错;D对; 点评:难度较小,要理解回旋加速器的原理,明确粒子的最大动能由D型盒半径决定 |
举一反三
如图所示是用电子射线管演示带电粒子在磁场中受洛仑兹力的实验装置图,图中虚线是带电粒子的运动轨迹,那么下列关于此装置的说法正确的是:
A.A端接的是高压直流电源的正极 | B.A端接的是高压直流电源的负极 | C.C端是蹄形磁铁的N极 | D.C端是蹄形磁铁的S极 |
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如图是质谱仪的工作原理示意图.带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E,平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2.平板S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场.下列说法正确的是( )
A.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里 | B.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于B / E | C.比荷(q/m)越大的粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P | D.粒子从P点运动到胶片A1A2的时间为2πm/qB0 |
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如图是回旋加速器示意图,其核心部分是两个D形金属盒,两金属盒置于匀强磁场中,并分别与高频电源相连。现分别加速氘核(q1、m1)和氦核(q2、m2)。已知q2=2q1,m2 =2m1,下列说法中正确的是( )
A.它们的最大速度相同 | B.它们的最大动能相同 | C.仅增大高频电源的电压可增大粒子的最大动能 | D.仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能 |
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(6分)如图所示为一种改进后的回旋加速器示意图。半径为的两个中空D形盒,处于垂直于盒面向里、磁感应强度为的匀强磁场中。两D形盒左端狭缝处放置一场强恒定的加速电场。带电粒子从处以速度沿电场线方向射入加速电场,经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动,接着又从处进入、板间,如此反复,最后从D形盒右侧的边缘飞出。对于这种改进后的回旋加速器,带电粒子每运动一周被加速 次。若被加速的带电粒子的电荷量为,质量为,则粒子的最大速度的表达式为 。 |
回旋加速器是利用带电粒子在电场中的加速和带电粒子在磁场中偏转的这一特性,多次对带点粒子加速。用同一回旋加速器分别对氘核和氦核加速后,则 ( )A.氘核获得的动能大 | B.氦核的速度大 | C.在磁场中两核的运行时间相同 | D.加速氦核时交流电的周期大 |
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