1932年.美国的物理学家劳伦斯设计出了回旋加速器．回旋加速器的工作原理如图所示.置于高真空中的两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处粒子源产生的质量为m.电荷量为+q粒子在加速器中被加速.其加速电压恒为U．带电粒子在加速过程中不考虑相对论效应和重力� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

1932年，美国的物理学家劳伦斯设计出了回旋加速器．回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的两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处粒子源产生的质量为m、电荷量为+q粒子在加速器中被加速，其加速电压恒为U．带电粒子在加速过程中不考虑相对论效应和重力的作用．则（　　）

A．带电粒子在加速器中第1次和第2次做曲线运动的时间分别为t₁和t₂，则t₁：t₂=1：2

B．带电粒子第1次和第2次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比r₁：r₂=

：2

C．两D形盒狭缝间的交变电场的周期T=

2πm

D．带电粒子离开回旋加速器时获得的动能为

B2q2R2

分析：回旋加速器利用电场加速和磁场偏转来加速粒子，带电粒子在磁场中运动的周期与带电粒子的速度无关．根据洛伦兹力提供向心力得出轨道半径的公式，从而根据速度的关系得出轨道半径的关系．粒子离开回旋加速度时的轨道半径等于D形盒的半径，根据半径公式求出离开时的速度大小，从而得出动能．

解答：解：A、带电粒子在磁场中运动的周期与电场变化的周期相等，根据qvB=m

，则v=

qBr

，周期T=

2πr

2πm

，与粒子的速度无关，t₁：t₂=1：1．交变电场的周期也为

2πm

．故A错误，C正确．
B、根据v²=2ax得，带电粒子第一次和和第二次经过加速后的速度比为

：2，根据r=

知，带电粒子第1次和第2次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比r₁：r₂=

：2．故B正确．
D、根据qvB=m

，知v=

qBR

，则带电粒子离开回旋加速器时获得动能为Ek=

mv2=

B2q2R2

．故D正确．
故选BCD．

点评：解决本题的关键知道回旋加速器加速粒子的原理，知道带电粒子在磁场中运动的周期与交变电场的周期相同，以及掌握带电粒子在磁场中运动的轨道半径公式和周期公式．

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科目：高中物理 来源： 题型：

1932年，美国科学家（　　）首创了回旋加速器．

A、富兰克林

B、洛伦兹

C、劳伦斯

D、麦克斯韦

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科目：高中物理 来源： 题型：

1932年，著名的英国物理学家狄拉克，从理论上预言磁单极子是可以独立存在的。他认为：“既然电有基本电荷——电子存在，磁也应该有基本磁荷——磁单极子存在。”假设在真空玻璃盒内有一固定于地面上空附近的S极磁单极子，其磁场分布与负电荷电场分布相似，周围磁感线呈均匀辐射式分布，如图所示。一质量为m，电荷量为q的点电荷P在磁单极子的正上方h高处的水平面内做半径为r的匀速圆周运动。对该电荷的分析正确的是（已知地球表面的重力加速度g）

A．该电荷一定带负电荷

B．该电荷一定带正电荷

C．可确定电荷运动的速率v

D．可确定电荷运动的圆周上各处的磁感应强度B