勞倫斯和利文斯設(shè)計(jì)出回旋加速器,工作原理示意圖如圖所示。置于高真空中的D形金屬盒半徑為R,兩盒間的狹縫很小,帶電粒子穿過的時(shí)間可忽略。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與盒面垂直,高頻交流電頻率為f,加速電壓為U。若A處粒子源產(chǎn)生的質(zhì)子質(zhì)量為m、電荷量為+q,在加速器中被加速,且加速過程中不考慮相對論效應(yīng)和重力的影響。則下列說法正確的是
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A.質(zhì)子被加速后的最大速度不可能超過2πRf
B.質(zhì)子離開回旋加速器時(shí)的最大動能與加速電壓U成正比
C.質(zhì)子第2次和第1次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比為∶1
D.不改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B和交流電頻率f,該回旋加速器也能用于α粒子(含兩個(gè)質(zhì)子,兩個(gè)中子)加速
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科目:高中物理 來源: 題型:

(2009?江蘇)1932年,勞倫斯和利文斯設(shè)計(jì)出了回旋加速器.回旋加速器的工作原理如圖所示,置于高真空中的D形金屬盒半徑為R,兩盒間的狹縫很小,帶電粒子穿過的時(shí)間可以忽略不計(jì).磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與盒面垂直.A處粒子源產(chǎn)生的粒子,質(zhì)量為m、電荷量為+q,在加速器中被加速,加速電壓為U.加速過程中不考慮相對論效應(yīng)和重力作用.
(1)求粒子第2次和第1次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比;
(2)求粒子從靜止開始加速到出口處所需的時(shí)間t;
(3)實(shí)際使用中,磁感應(yīng)強(qiáng)度和加速電場頻率都有最大值的限制.若某一加速器磁感應(yīng)強(qiáng)度和加速電場頻率的最大值分別為Bm、fm,試討論粒子能獲得的最大動能Ekm

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精英家教網(wǎng)1932年,勞倫斯和利文斯設(shè)計(jì)出了回旋加速器.回旋加速器的工作原理如圖所示,置于高真空中的D形金屬盒半徑為R,兩盒間的狹縫很小,帶電粒子穿過的時(shí)間可以忽略不計(jì).磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與盒面垂直.A處粒子源產(chǎn)生的粒子,質(zhì)量為m、電荷量為+q,在加速器中被加速,加速電壓為U.加速過程中不考慮重力作用.
(1)求粒子第2次和第1次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌  道半徑之比;
(2)求粒子從靜止開始加速到出口處所需的時(shí)間t;
(3)討論粒子能獲得的動能Ek跟加速器磁感應(yīng)強(qiáng)度和加速電場頻率之間關(guān)系.

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勞倫斯和利文斯設(shè)計(jì)出回旋加速器,工作原理示意圖如圖所示.置于高真空中的D形金屬盒半徑為R,兩盒間的狹縫很小,帶電粒子穿過的時(shí)間可忽略.磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與盒面垂直,高頻交流電頻率為f,加速電壓為U.若A處粒子源產(chǎn)生的質(zhì)子,質(zhì)量為m、電荷量為+q,在加速器中被加速,且加速過程中不考慮相對論效應(yīng)和重力的影響.則
下列說法正確的是( 。

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精英家教網(wǎng)勞倫斯和利文斯設(shè)計(jì)出回旋加速器,工作原理示意圖如圖所示.置于高真空中的D形金屬盒半徑為R,兩盒間的狹縫很小,帶電粒子穿過的時(shí)間可忽略.磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與盒面垂直,高頻交流電頻率為f,加速電壓為U.若A處粒子源產(chǎn)生的質(zhì)子在加速器中被加速,且加速過程中不考慮相對論效應(yīng)和重力的影響.則下列說法正確的是(  )
A、質(zhì)子被加速后的最大速度不可能超過2πRfB、質(zhì)子離開回旋加速器時(shí)的最大動能與加速電壓U成正比C、質(zhì)子第2次和第1次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比為2:1D、不改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B和交流電頻率f,該回旋加速器也能用于α粒子加速

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1932年,勞倫斯和利文斯設(shè)計(jì)出了回旋加速器.回旋加速器的工作原理如圖(甲)所示,它由兩個(gè)鋁制D型金屬扁盒組成,兩個(gè)D形盒正中間開有一條狹縫;兩個(gè)D型盒處在勻強(qiáng)磁場中并接有高頻交變電壓.圖(乙)為俯視圖,在D型盒上半面中心S處有一正粒子源,它發(fā)出的帶電粒子,經(jīng)狹縫電壓加速后,進(jìn)入D型盒中,在磁場力的作用下運(yùn)動半周,再經(jīng)狹縫電壓加速;為保證粒子每次經(jīng)過狹縫都被加速,應(yīng)設(shè)法使交變電壓的周期與粒子在狹縫及磁場中運(yùn)動的周期一致.如此周而復(fù)始,最后到達(dá)D型盒的邊緣,獲得最大速度后射出.
置于高真空中的D形金屬盒的最大軌道半徑為R,兩盒間的狹縫很小,帶電粒子穿過的時(shí)間可以忽略不計(jì).粒子源S射出的是質(zhì)子流,初速度不計(jì),D形盒的交流電壓為U,靜止質(zhì)子經(jīng)電場加速后,進(jìn)入D形盒,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B,質(zhì)子的質(zhì)量為m,電量為q,求:
精英家教網(wǎng)
(1)質(zhì)子最初進(jìn)入D形盒的動能多大?
(2)質(zhì)子經(jīng)回旋加速器最后得到的動能多大?
(3)要使質(zhì)子每次經(jīng)過電場都被加速,則加交流電源的周期是多少?

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