美国物理学家劳伦斯于1932年发明的回旋加速器.应用带电粒子在磁场中做圆周运动的特点.能使带电粒子在较小的空间范围内经过电场的多次加速获得较大的能量.如图所示为改进后的回旋加速器的示意图.其中距离很小的盒缝间的加速电场的场强大小恒定.且被限制在A.C板间.带电粒子从P0处静止释放.并沿电场线方向进入加速电场.经加速后进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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美国物理学家劳伦斯于1932年发明的回旋加速器，应用带电粒子在磁场中做圆周运动的特点，能使带电粒子在较小的空间范围内经过电场的多次加速获得较大的能量。如图所示为改进后的回旋加速器的示意图，其中距离很小的盒缝间的加速电场的场强大小恒定，且被限制在A、C板间，带电粒子从P₀处静止释放，并沿电场线方向进入加速电场，经加速后进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动，对于这种回旋加速器，下列说法正确的是

A．带电粒子每运动一周被加速一次
B．P₁P₂＝P₂P₃
C．粒子能达到的最大速度与D形盒的尺寸无关
D．加速电场的方向需要做周期性的变化

试题分析：据题意，由于加速电场只在实线部分有，则带电粒子运动一周，经过加速电场一次，故应该被加速一次，选项A正确而D选项错误；据图有：

和

，由于带电粒子经过加速电场时有：

，经过处理得到：

，即

，同理有：

，故B选项错误；据

可知，带电粒子的最大速度有D形盒半径决定，故C选项错误。

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科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

如图所示，在矩形区域内有垂直于纸平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B=5.0×10^-2T，矩形区域长为

m，宽为0.2m，在AD边中点O处有一放射源，某时刻，放射源沿纸面向磁场中各方向均匀地辐射出速率均为v=2×l0⁶m/S的某种带正电粒子，带电粒子质量m=1.6×10^-27kg．电荷量为q=+3.2×l0^-19C（不计粒子重力），求：
（1）带电粒子在磁场中做圆周运动的半径为多大？
（2）从BC边界射出的粒子中，在磁场中运动的最短时间为多少？
（3）若放射源向磁场内共辐射出了N个粒子，求从CD边界射出的粒子有多少个？

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回旋加速器是获得高能带电粒子的装置．其核心部分是分别与高频交流电源的两极相连的两个D形盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中．关于回旋加速器，下列说法中正确的是（　　）

A．磁场对带电粒子的洛伦兹力对粒子不做功，因此带电粒子从D形盒射出时的动能与磁场的强弱无关

B．狭缝间的电场对粒子起加速作用，因此加速电压越大，带电粒子从D形盒射出时的动能越大

C．用同一回旋加速器分别加速不同的带电粒子，一般要调节交变电场的频率

D．带电粒子做一次圆周运动，被加速两次，因此交变电场的周期应为圆周运动周期的二倍

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科目：高中物理 来源：不详 题型：多选题

如图所示，A选项中的是回旋加速器的原理图，B选项中的是研究自感现象的实验电路图，C选项中的是欧姆表的内部电路图，D选项中的图是动圈式话筒的原理图，下列说法正确的是（　　）

A．

是加速带电粒子的装置，其加速电压越大，带电粒子最后获得的速度越大

B．

电路开关断开瞬间，灯泡A一定会突然闪亮一下

C．

在测量电阻前，需两表笔短接，调节R₁使指针指向0Ω

D．

利用了电磁感应的原理，声波使膜片振动，从而带动音圈产生感应电流

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科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用，有力地推动了现代科学技术的发展．回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。A处粒子源产生的粒子，质量为m、电荷量为+q ，在加速器中被加速，设粒子初速度为零，加速电压为U ，加速过程中不考虑重力作用和相对论效应。下列说法正确的是

A．粒子在回旋加速器中运动时，随轨道半径r的增大，盒中相邻轨道的半径之差减小

B．粒子从静止开始加速到出口处所需的时间约为

C．粒子能获得的最大动能

跟加速器磁感应强度无关

D．加速电压越大粒子能获得的最大动能

越大

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科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

（18分）如图所示，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_k，由A孔射出，求：

（1）加速器中匀强磁场B的方向和大小；
（2）加速器中交变电场的周期；
（3）设两D形盒间的加速电压为U，质子每次经电场加速后能量增加，加速到上述能量所需时间（不计在电场中的加速时间）。

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科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

（10分）有一种质谱仪的工作原理图如图所示。静电分析器是四分之一圆弧的管腔，内有沿圆弧半径方向指向圆心O₁的电场，且与圆心O₁等距各点的电场强度大小相等。磁分析器中以O₂为圆心、圆心角为90°的扇形区域内，分布着方向垂直于纸面的匀强磁场，其左边界与静电分析器的右边界平行。由离子源发出一个质量为m、电荷量为q的正离子（初速度为零，重力不计），经加速电场加速后，从M点沿垂直于该点的电场方向进入静电分析器，在静电分析器中，离子沿半径为R的四分之一圆弧做匀速圆周运动，并从N点射出静电分析器。而后离子由P点射入磁分析器中，最后离子沿垂直于磁分析器下边界的方向从Q点射出，并进入收集器。已知加速电场的电压为U，磁分析器中磁场的磁感应强度大小为B。