如圖所示為一種獲得高能粒子的裝置，環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外、磁感應強度大小可調(diào)的均勻磁場（環(huán)形區(qū)域的寬度非常�。�。質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子可在環(huán)中做半徑為R的圓周運動。A、B為兩塊中心開有小孔的距離很近的極板，原來電勢均為零，每當帶電粒子經(jīng)過A板準備進入AB之間時，A板電勢升高為+U，B板電勢仍保持為零，粒子在兩板間的電場中得到加速。每當粒子離開B板時，A板電勢又降為零。粒子在電場中一次次加速下動能不斷增大，而在環(huán)形磁場中繞行半徑R不變。（設(shè)極板間距遠小于R） 下列說法正確的是

A．粒子從A板小孔處由靜止開始在電場力作用下加速，繞行n圈后回到A板時獲得的總動能為2nqU
B．粒子在繞行的整個過程中，每一圈的運動時間不變
C．為使粒子始終保持在半徑為R的圓軌道上運動，磁場的磁感應強度大小必須周期性遞減
D．粒子繞行第n圈時的磁感應強度為
D

試題分析：帶電粒子每一次經(jīng)過電場AB，獲得動能為qu,經(jīng)過n圈后獲得的動能為EK=nqu,所以A選項錯誤；由T=2πm/qB和v=qBR/m可知，帶電粒子的運動周期逐漸減小，所以B選項錯誤；由R=mv/qB可知，要使半徑不變，速度v增加時磁感應強度B也要增加，所以C選項錯誤；由EK=nqu=mv2/2和v=qBR/m可的B=，所以D選項正確。
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

質(zhì)譜儀是一種測定帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的重要工具，它的構(gòu)造如圖所示。設(shè)離子源S產(chǎn)生離子，離子產(chǎn)生出來時速度很小，可以看作速度為零。產(chǎn)生的離子經(jīng)過電壓為U的電場加速后（圖中未畫出），進入一平行板電容器C中，電場E和磁場B1相互垂直，具有某一速度的離子將沿圖中虛直線穿過兩板間的空間而不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而具有其他速度的離子發(fā)生偏轉(zhuǎn)。最后離子再進入磁感應強度為B2的勻強磁場，沿著半圓周運動，到達記錄它的照相底片上的P點，根據(jù)以上材料回答下列問題：

（1）證明能穿過平行板電容器C的離子具有的速度為v=E/B1
（2）若測到P點到入口S1的距離為x，證明離子的質(zhì)量m=qB22x2/8U

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

如圖，虛線MN上方存在方向垂直紙面向里的勻強磁場B1，帶電粒子從邊界MN上的A點以速度v0垂直磁場方向射入磁場，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后從邊界MN上的B點射出．若在粒子經(jīng)過的區(qū)域PQ上方再疊加方向垂直紙面向里的勻強磁場B2，讓該粒子仍以速度v0從A處沿原方向射入磁場，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后從邊界MN上的B′點射出（圖中未標出），不計粒子的重力．下列關(guān)于粒子的說法中，正確的是（　�。�
A．B′點在B點的右側(cè)
B．從B′點射出的速度大于從B點射出的速度
C．從B′點射出的速度方向平行于從B點射出的速度方向
D．D從A到B′的時間小于從A到B的時間

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（8分）質(zhì)譜儀是一種測定帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的重要工具，它的構(gòu)造原理如圖所示．離子源S產(chǎn)生的各種不同正離子束(速度可看作為零)，經(jīng)加速電場(加速電場極板間的距離為d、電勢差為U)加速，然后垂直進入磁感應強度為B的有界勻強磁場中做勻速圓周運動，最后到達記錄它的照相底片P上．設(shè)離子在P上的位置與入口處S1之間的距離為x。

(1)求該離子的荷質(zhì)比．
(2)若離子源產(chǎn)生的是帶電量為q、質(zhì)量為m1和m2的同位素離子(m1>m2)，它們分別到達照相底片上的P1、P2位置(圖中末畫出)，求P1、P2間的距離△x。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

圖中所示為某種質(zhì)譜儀的工作原理示意圖。此質(zhì)譜儀由以下幾部分構(gòu)成：粒子源N；P、Q間的加速電場；靜電分析器，即中心線半徑為R的四分之一圓形通道，通道內(nèi)有均勻輻射電場，方向沿徑向指向圓心O，且與圓心O等距的各點電場強度大小相等；磁感應強度為B的有界勻強磁場，方向垂直紙面向外；膠片M。由粒子源發(fā)出的不同帶電粒子，經(jīng)加速電場加速后進入靜電分析器，某些粒子能沿中心線通過靜電分析器并經(jīng)小孔S垂直磁場邊界進入磁場，最終打到膠片上的某點。粒子從粒子源發(fā)出時的初速度不同，不計粒子所受重力。下列說法中正確的是
A．從小孔S進入磁場的粒子速度大小一定相等
B．從小孔S進入磁場的粒子動能一定相等
C．打到膠片上同一點的粒子速度大小一定相等
D．打到膠片上位置距離O點越遠的粒子，比荷越大

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

回旋加速器主體部分是兩個D形金屬盒。兩金屬盒處在垂直于盒底的勻強磁場中，并分別與高頻交流電源兩極相連接，從而使粒子每次經(jīng)過兩盒間的狹縫時都得到加速，如圖所示。在粒子質(zhì)量不變和D形盒外徑R固定的情況下，下列說法正確的是（     ）
A．粒子每次在磁場中偏轉(zhuǎn)的時間隨著加速次數(shù)的增加而增大
B．粒子在電場中加速時每次獲得的能量相同
C．增大高頻交流的電壓，則可以增大粒子最后偏轉(zhuǎn)出D形盒時的動能
D．將磁感應強度B減小，則可以增大粒子最后偏轉(zhuǎn)出D形盒時的動能

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示為質(zhì)譜儀的原理圖．利用這種質(zhì)譜儀可以對氫元素進行測量．氫元素的各種同位素，從容器A下方的小孔S1進入加速電壓為U的加速電場，可以認為從容器出來的粒子初速度為零．粒子被加速后從小孔S2進入磁感應強度為B的勻強磁場，最后打在照相底片D上，形成a、b、c三條質(zhì)譜線．關(guān)于氫的三種同位素進入磁場時速率的排列順序和三條譜線的排列順序，下列說法中正確的是：
A．進磁場時速率從大到小的排列順序是氕、氘、氚
B．進磁場時速率從大到小的排列順序是氚、氘、氕
C．a、b、c三條譜線的排列順序是氕、氘、氚
D．a、b、c三條譜線的排列順序是氘、氚、氕

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

關(guān)于回旋加速器的有關(guān)說法，正確的是
A．回旋加速器是利用磁場對運動電荷的作用使帶電粒子的速度增大的
B．回旋加速器是用電場加速的
C．回旋加速器是通過多次電場加速使帶電粒子獲得高能量的
D．帶電粒子在回旋加速器中不斷被加速，故在D形盒中做圓周運動一周所用時間越來越小

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示為一種質(zhì)譜儀示意圖，由加速電場、靜電分析器和磁分析器組成。已知：靜電分析器通道的半徑為R，均勻輻射電場的場強為E。磁分析器中有垂直紙面向外的勻強磁場，磁感強度為B。問：（1）為了使位于A處電量為q、質(zhì)量為m的離子，從靜止開始經(jīng)加速電場加速后沿圖中圓弧虛線通過靜電分析器，加速電場的電壓U應為多大？（2）離子由P點進入磁分析器后，最終打在乳膠片上的Q點，該點距入射點P多遠？

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