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    如图回旋加速器的D形盒半径为R，用来加速质量为m，带电量为q的质子，使质子由静止加速到具有能量为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形盒间的距离为d，其间电压为U，则加速到上述能量所需回旋周数是多少？
    （3）加速到上述能量所需时间（不计通过缝隙的时间）．
     
    （1）（2）（3）
    （1）由圆周运动规律知：qvB=mv2/R，　　　 ①
    又质子具有的能量E=　　　　　　　　 　　　　 ②
    联立①、②得B=　　　　　　　 　　　　 　　　　 ③
    据左手定则知，B的方向垂直于纸画向呈，
    （2）质子每加速一次，能量增加为qU，每周加速两次，
    所以　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ④
    （3）因为质子运动线速度　　　　　 　　　　 ⑤
    联立①、⑤得周期T=　　　　　　　　　　　　　 ⑥
    可见周期与半径r及速度v都无关
    故加速总时间t=nT。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ⑦
    联立④、⑤、⑥、⑦解得t=
    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题



    磁谱仪是测量能谱的重要仪器。磁谱仪的工作原理如图所示，放射源Ｓ发出质量为m、电量为q的粒子沿垂直磁场方向进入磁感应强度为Ｂ的匀强磁场，被限束光栏Ｑ限制在２的小角度内，粒子经磁场偏转后打到与束光栏平行的感光片Ｐ上。（重力影响不计）
    （１）若能量在Ｅ∽Ｅ＋ΔＥ（ΔＥ>0，且ΔＥ<<Ｅ）范围内的粒子均垂直于限束光栏的方向进入磁场。试求这些粒子打在胶片上的范围Δx1 .
    (2)实际上，限束光栏有一定的宽度，粒子将在２角内进入磁场。试求能量均为Ｅ的粒子打到感光胶片上的范围Δx2

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图，甲图是回旋加速器的原理示意图。其核心部分是两个D型金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中（磁感应强度大小恒定），并分别与高频电源相连。加速时某带电粒子的动能EK随时间t变化规律如乙图所示，若忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断正确的是 (     ) 
    A．高频电源的变化周期应该等于tn－tn-2
    B．在EK-t图象中t4－t3＝t3－t2＝t2－t1
    C．粒子加速次数越多，粒子获得的最大动能一定越大
    D．不同粒子获得的最大动能都相同

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：填空题

    如图所示,离子源S产生质量为m,电荷量为q的离子,离子产生出来的速度很小,要以看做速度为0,产生的离子经过电压U加速后,进入磁感强度为B的一匀强磁场,沿着半圆周运动到达P点,测得P点到入口处S1的距离为L,则 N极板为________极板,此离子荷质比=_____________.

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具,如图为质谱仪原理示意图．现利用这种质谱议对氢元素进行测量．氢元素的各种同位素从容器A下方的小孔S无初速度飘入电势差为U的加速电场,加速后垂直进入磁感强度为B的匀强磁场中．氢的三种同位素氕、氘、氚的电量之比为1：1：1，质量之比为1：2：3，它们最后打在照相底片D上，形成a、b、c三条“质谱线”． 关于三种同位素进入磁场时速度的排列顺序和a、b、c三条“质谱线” 的排列顺序，下列判断正确的是           。
    A．进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氚、氘、氕
    B．进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氘、氚、氕
    C．a、b、c三条质谱线依次排列的顺序是氘、氚、氕
    D．a、b、c三条质谱线依次排列的顺序是氚、氘、氕

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图所示，质量为m带电量为q的带电粒子，从离子源以很小的速度进入电势差为U的电场中加速后垂直进入磁场强度为B的磁场中，不计粒子从离子源射出时的速度，求：

    （1）带电粒子进入磁场时的速度大小？
    （2）带电粒子进入磁场的偏转半径？

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图所示是一个回旋加速器的示意图，其中两个半圆形金属盒内有方向垂直于纸面，磁感强度为B的匀强磁场，两金属盒分别接到交变电源的两极上，在两盒间的狭缝处形成交变的电场．质量为m、电量为q的带电粒子从下面盒的中心O点进入，进入时的初速可以忽略，经两盒间狭缝处的电场加速后进入上面盒内，在磁场中做圆周运动，当它回到狭缝处时，电场恰好反向，再次对粒子加速，进入下面磁场中，从c1处再进入电场中加速，以后则重复前面的过程，并且每次电场对粒子做的功都是W．图中c2、c3、……是后面各次从下面磁场中射出时的位置．

    (1)求Oc1的距离．
    (2)n为多大时，cncn+1小于或等于Oc1的一半？
     

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    带电荷量不变的微粒在匀强电场和匀强磁场的复合场中受重力、电场力、洛仑磁力（均不为0）作用，可能做的运动是
    A．匀变速直线运动B．匀变速曲线运动
    C．动能变化的直线运动D．动能不变的曲线运动

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    （18分）静止于A处的离子，经加速电压U加速后沿图中虚线圆弧通过静电分析器，并从P点垂直CF进入矩形区域的有界匀强磁场．静电分析器通道内有均匀辐射分布的电场，方向如图所示；已知虚线圆弧的半径为R，离子质量为例、电荷量为、磁场方向垂直纸面向里；离子重力不计．
    （1）求静电分析器通道内虚线所在位置处的电场强度；
    （2）若离子最终能打在QF上，求磁感应强度B的取值范围．

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