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    回旋加速器是用来加速一群带电粒子使它们获得很大动能的仪器，其核心部分是两个D形金属扁盒.两盒分别和一高频交流电源两极相连，以便在盒间的窄缝中形成匀强电场，使粒子每次穿过狭缝都得到加速.两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圆心附近.若粒子源射出的离子电荷量为q、质量为m，粒子最大回旋半径为Rm，其运动轨迹如图5所示,问:

    图5

    （1）盒内有无电场？

    （2）粒子在盒内做何种运动？

    （3）所加交流电频率应是多大？粒子角速度为多大？?

    （4）粒子离开加速器时速度为多大？最大动能为多少？?

    （5）设两D形盒间电场的电势差为U，盒间距离为d，其电场均匀，求加速到上述能量所需的时间.

    解析：（1）扁盒由金属导体制成，具有屏蔽外电场的作用，所以盒内无电场.?

    （2）带电粒子在盒内做匀速圆周运动，每次加速之后半径变大.?

    （3）粒子在电场中运动时间极短，因此高频交流电压频率要等于粒子回旋频率.?

    角速度

    （4）粒子最大回旋半径为Rm，则由牛顿第二定律得

    （5）粒子每旋转一周增加能量2qU，提高到Ekm的旋转次数为

    在磁场中运动的时间

    答案：(1)无

    (2)匀速圆周运动,每次加速后半径变大.?


    练习册系列答案
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    如图所示，回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置．其核心部分是两个“D”型金属盒，置于匀强磁场中，两盒分别与高频交流电源相连．则带电粒子获得的最大动能与下列哪些因素有关（　　）

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    回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示．如果用同一回旋加速器分别加速氚核（
     
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    H    ）和α粒子（
     
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    He    ）比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小，有（　　）

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    精英家教网回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示，它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，两盒间的窄缝中形成匀强电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速．两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，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，达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出．以下关于回旋加速器的原理和应用，下列说法中正确的是（　　）
    A、加速同一种带电粒子时，加速电压越大，粒子获得的最大动能越大
    B、加速同一种带电粒子时，加速电压的频率越大，粒子获得的最大动能越大
    C、加速同一种带电粒子时，D形盒中的磁场越强，粒子获得的最大动能越大
    D、加速器可以同时加速氚核（
     
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    H    ）和α粒子（
     
    4
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    He    ），且α粒子获得的最大动能较大

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示，它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，连接好高频交流电源后，两盒间的窄缝中形成交变的匀强电场，使带电粒子每次通过窄缝都能得到加速．两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直盒面向下，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，当粒子做圆周运动的半径达到最大值时通过特殊装置被引出．如果用磁感应强度不变的同一回旋加速器分别加速同种电性但比荷（
    q
    m
    ）不同的带电粒子，比较加速这些带电粒子所需的高频交流电源的周期和获得的最大动能，下列说法正确的是（　　）
    A、加速比荷较大的带电粒子所需的交流电源的周期一定较小
    B、加速比荷较大的带电粒子所需的交流电源的周期一定较大
    C、加速结束后比荷较大的带电粒子获得的最大动能一定较大
    D、加速结束后比荷较大的带电粒子获得的最大动能一定较小

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示．它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，两盒间的窄缝中形成匀强电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速．两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，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，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出．如果用同一回旋加速器分别加速氚核（
     
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    H）和α粒子（
     
    4
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    He）比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小，有（　　）
    A、加速氚核的交流电源的周期较大
    B、加速α粒子的交流电源的周期较大
    C、加速氚核获得的最大动能也较小
    D、加速α粒子获得的最大动能较大

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