关于回旋加速器,下列说法正确的是(   )①加速器中的电场和磁场都可以使带电粒子加速②其它量一定,加速器的半径越大粒子从加速器射出时能量越大③其它量一定,加速电

关于回旋加速器,下列说法正确的是(   )①加速器中的电场和磁场都可以使带电粒子加速②其它量一定,加速器的半径越大粒子从加速器射出时能量越大③其它量一定,加速电

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关于回旋加速器,下列说法正确的是(   )
①加速器中的电场和磁场都可以使带电粒子加速
②其它量一定,加速器的半径越大粒子从加速器射出时能量越大
③其它量一定,加速电场的电压越大粒子从加速器射出时能量越大
④其它量一定,加速器中的磁感强度越大粒子从加速器射出时能量越大
A.①②B.①③C.②③D.②④

答案
D
解析
带电粒子是靠电场来加速的,磁场使离子偏转,为的是再回到电场继续加速,即通过电场的多次加速使带电粒子获得高能量,故A错误,其它量一定,,加速器的半径越大,粒子从加速器射出速度越大,能量越大,其它量一定,,加速器中的磁感强度越大粒子从加速器射出时能量越大,D正确。
举一反三
如图所示为一质谱仪的构造原理示意图,整个装置处于真空环境中,离子源N可释放出质量均为m、电荷量均为q(q>0)的离子.离子的初速度很小,可忽略不计.离子经S1、S2间电压为U的电场加速后,从狭缝S3进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外的匀强磁场中,沿着半圆运动到照相底片上的P点处,测得P到S3的距离为x.求:

(1)离子经电压为U的电场加速后的速度v;
(2)离子的比荷(q/m)
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 一个质量为m、电荷量为q的粒子,从容器A下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场,其初速度几乎为0,然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打到照相底片D上

(1)求粒子进入磁场时的速率。
(2)求粒子照相底片D点到S3的距离
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回旋加速器的核心部分是两个半径为R的D型金属扁盒,如图,盒正中央开有一条窄缝,在两个D型盒之间加交变电压,于是在缝隙中形成交变电场,由于屏蔽作用,在D型盒内部电场很弱,D型盒装在真空容器中,整个装置放在巨大电磁铁的两极之间,磁场方向垂直于D型盒的底面,只要在缝隙中的交变电场的频率不变,便可保证粒子每次通过缝隙时总被加速,粒子的轨道半径不断增大,并逐渐靠近D型盒边缘,加速到最大能量E后,再用特殊的装置将它引出。在D型盒上半面中心出口A处有一正离子源,正离子所带电荷量为q、质量为m,加速时电极间电压大小恒为U。(加速时的加速时间很短,可忽略;正离子从离子源出发时初速为零)。则下列说法正确的是
A.增大交变电压U,则正离子在加速器中运行时间将变短
B.增大交变电压U,则正离子在加速器中运行时间将不变
C.正离子第n次穿过窄缝前后的速率之比为
D.回旋加速器所加交变电压的频率为

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下图是质谱仪工作原理的示意图。带电粒子a、b经电压U加速(在A点初速度为零)后,进入磁感应强度为B的匀强磁场做匀速圆周运动,最后分别打在感光板S上的x1、x2处。图中半圆形的虚线分别表示带电粒子a、b所通过的路径,则  
A.a的质量一定大于b的质量
B.a的电荷量一定大于b的电荷量
C.a运动的时间大于b运动的时间
D.a的比荷大于b的比荷

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(12分)如图14所示,回旋加速器D形盒的半径为R,用来加速质量为m、电荷量为q的质子,使质子由静止加速到能量为E后,由A孔射出,求:

(1)加速器中匀强磁场B的方向和大小;
(2)设两D形盒间距为d,其间电压为U,电场视为匀强电场,质子每次经电
场加速后能量增加,加速到上述能量所需回旋周数;
(3)加速到上述能量所需时间.
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