一帶電粒子從靜止經(jīng)加速電壓U1的加速電場加速后進(jìn)入板間距離為d,板間電勢差為U2的偏轉(zhuǎn)電場,當(dāng)它飛出偏轉(zhuǎn)電場時,偏轉(zhuǎn)角為θ,要使偏轉(zhuǎn)角θ增大,則需要( 。
A.使粒子的荷質(zhì)比變大(q/m)
B.其它條件不變,只使U1變小
C.其它條件不變,只使U2變小
D.其它條件不變,只使d變大
在加速電場中,電場力做功等于粒子動能的變化,根據(jù)動能定理有:
      qU1=
1
2
mv2-0  ①
粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場后,在垂直電場方向不受作用力,粒子將以速度v做勻速直線運動,
垂直電場方向位移 l=vt ②
平行電場方向粒子做初速度為0的勻加速直線運動,離開電場時,沿電場方向的分速度為vy=at=
qU2
md
?
l
v
   ③
則tanθ=
vy
v
=
qU2l
mdv2
  ④
將①代入④得  tanθ=
U2l
2U1d

則知,要使偏轉(zhuǎn)角θ增大,其它條件不變時,只使U1變小,或只使U2變大,或只使d變小,與粒子的荷質(zhì)比無關(guān).故B正確,ACD錯誤.
故選B
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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

回旋加速器英文:Cyclotron 它是利用磁場使帶電粒子作回旋運動,在運動中經(jīng)高頻電場反復(fù)加速的裝置,是高能物理中的重要儀器.
1930年Earnest O.Lawrence提出回旋加速器的理論,1932年首次研制成功.它的主要結(jié)構(gòu)是在磁極間的真空室內(nèi)有兩個半圓形的金屬扁盒(D形盒)隔開相對放置,D形盒上加交變電壓,其間隙處產(chǎn)生交變電場.在D形盒所在處存在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場.置于中心的粒子源產(chǎn)生的帶電粒子,質(zhì)量為m,電荷量為q,在電場中被加速,帶電粒子在D形盒內(nèi)不受電場力,在洛倫茲力作用下,在垂直磁場平面內(nèi)作圓周運動.如果D形盒上所加的交變電壓的頻率恰好等于粒子在磁場中作圓周運動的頻率,則粒子繞行半圈后正趕上D形盒上極性變號,粒子仍處于加速狀態(tài).由于上述粒子繞行半圈的時間與粒子的速度無關(guān),因此粒子每繞行半圈受到一次加速,繞行半徑增大.經(jīng)過很多次加速,粒子沿如圖2所示的軌跡從D形盒邊緣引出,能量可達(dá)幾十兆電子伏特(MeV ).回旋加速器的能量受制于隨粒子速度增大的相對論效應(yīng),粒子的質(zhì)量增大,粒子繞行周期變長,從而逐漸偏離了交變電場的加速狀態(tài).
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圖1是回旋加速器的實物圖,圖2、圖3是回旋加速器的原理圖,一質(zhì)量為m,電荷量為q的帶電粒子自半徑為R的D形盒的中心由靜止開始加速,D形盒上加交變電壓大小恒為U,兩D形盒之間的距離為d,D形盒所在處的磁場的磁感應(yīng)強度為B,不考慮相對論效應(yīng),求:
(1)帶電粒子被第一次加速后獲得的速度v1;
(2)帶電粒子加速后獲得的最大速度vm;
(3)帶電粒子由靜止開始到第n次加速結(jié)束時在電場和磁場中運動所用的總時間是多少?若要增大帶電粒子加速后獲得的最大速度vm,你認(rèn)為可以采取哪些方案?

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