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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

     

    【答案】

    AC

    【解析】增大交变电压U，带电粒子速度增大的比较快，在Ｄ型盒的偏转周期数减小，在加速器中的运动时间变短，Ａ对；Ｂ错；正离子每穿过一次窄缝被加速一次，第ｎ－１次加速后获得的速度，第ｎ次加速后获得的速度，可求出两速度之比为，C对；要想达到同步加速的目的需要让交变电场的频率与带电粒子偏转的频率相等，所以交变电场的频率为，带电粒子飞出时，所以频率为，D错；

     

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    科目：高中物理 来源： 题型：

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    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
    vn-1
    vn
    =
    		n-1
    		n
    D、回旋加速器所加交变电压的频率为
    		6mE
    2πmR

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    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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    科目：高中物理 来源：2013-2014学年北京市东城区普通校高三12月联考物理试卷（解析版） 题型：计算题

    （14分）1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，巧妙地利用带电粒子在磁场中的运动特点，解决了粒子的加速问题。现在回旋加速器被广泛应用于科学研究和医学设备中。某型号的回旋加速器的工作原理如图（甲）所示，图（乙）为俯视图。回旋加速器的核心部分为两个D形盒，分别为D1、D2。D形盒装在真空容器里，整个装置放在巨大的电磁铁两极之间的强大磁场中，磁场可以认为是匀强磁场，且与D形盒底面垂直。两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。D形盒的半径为R，磁场的磁感应强度为B。设质子从粒子源A处进入加速电场的初速度不计。质子质量为m、电荷量为+q。加速器接入一定频率的高频交变电源，加速电压为U。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。

     

    （1）求质子第1次经过狭缝被加速后进人D2盒时的速度大小v1；

    （2）求质子第1次经过狭缝被加速后进人D2盒后运动的轨道半径r1；

    （3）求质子从静止开始加速到出口处所需的时间t。

     

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，巧妙地利用带电粒子在磁场中的运动特点，解决了粒子的加速问题。现在回旋加速器被广泛应用于科学研究和医学设备中。

        某型号的回旋加速器的工作原理如图15（甲）所示，图15（乙）为俯视图。回旋加速器的核心部分为两个D形盒，分别为D1、D2。D形盒装在真空容器里，整个装置放在巨大的电磁铁两极之间的强大磁场中，磁场可以认为是匀强磁场，且与D形盒底面垂直。两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。D形盒的半径为R，磁场的磁感应强度为B。设质子从粒子源A处进入加速电场的初速度不计。质子质量为m、电荷量为+q。加速器接入一定频率的高频交变电源，加速电压为U。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。

    （1）求质子第1次经过狭缝被加速后进人D2盒时的速度大小v1；

    （2）求质子第1次经过狭缝被加速后进人D2盒后运动的轨道半径r1；

    （3）求质子从静止开始加速到出口处所需的时间t。

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