如圖為回旋加速器的示意圖．其核心部分是兩個D型金屬盒，置于磁感應(yīng)強度大小恒定的勻強磁場中，并與高頻交流電源相連．帶電粒子在D型盒中心附近由靜止釋放，忽略帶電粒子在電場中的加速時間，不考慮相對論效應(yīng)．欲使粒子在D型盒內(nèi)運動的時間增大為原來的2倍，下列措施可行的是（　�。�
A．僅將磁感應(yīng)強度變?yōu)樵瓉淼?倍
B．僅將交流電源的電壓變?yōu)樵瓉淼?span mathtag="math" >
1
2
C．僅將D型盒的半徑變?yōu)樵瓉淼?span dealflag="1" mathtag="math" >
2
倍
D．僅將交流電源的周期變?yōu)樵瓉淼?倍


根據(jù)qvB=m
v2
R
得，v=
qBR
m
則最大動能EKm=
1
2
mv2=
q2B2R2
2m
．
粒子被電場加速一次動能的增加qU
則粒子被加速的次數(shù)n=
EKm
qU
=
qB2R2
2mU
粒子在磁場中運動周期的次數(shù)n′=
n
2
=
qB2R2
4mU

因T=
2πm
qB
則粒子從靜止開始到出口處所需的時間t=nT=
πBR2
2U
．
由上可知，若僅將磁感應(yīng)強度變?yōu)樵瓉淼?倍，在磁場中運動的周期變化，則不能與交流電周期同步，得不到始終加速，故A錯誤；
由上可知，或僅將交流電源的電壓變?yōu)樵瓉淼?span mathtag="math" >
1
2
，或僅將D型盒的半徑變?yōu)樵瓉淼?span dealflag="1" mathtag="math" >
2
倍，因此BC正確，D錯誤；
故選BC
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，半徑為r=10cm的圓形勻強磁場區(qū)域邊界跟y軸相切于坐標原點O，磁感應(yīng)強度為B=0.332T，方向垂直紙面向里．在O處有一放射源，可沿紙面向各個方向射出速率為v=3.2×106m/s的帶正電粒子，已知該粒子的質(zhì)量m=6.64×10-27kg，電量為q=3.2×10-19C．不計重力．
（1）沿半徑OC方向射出的粒子，穿過磁場時方向偏轉(zhuǎn)角度θ是多大？
（2）在磁場中運動時間最長的粒子運動時間是多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，是a、b、c三個粒子（不計重力）在同一點以相同的速度大小和方向垂直射入同一勻強磁場B后所形成的三條運動軌跡，由此可以判斷（　　）
A．a(chǎn)粒子帶正電B．c粒子帶正電
C．b粒子帶正電D．b粒子帶負電

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

在xOy坐標系的Ⅰ、Ⅳ象限有垂直紙面向里的勻強磁場，在x軸上A點（L，0）同時以相同速率v沿不同方向發(fā)出a、b兩個相同帶電粒子（粒子重力不計），其中a沿平行+y方向發(fā)射，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后，均先后到達y軸上的B點（0，
3
L），則兩個粒子到達B點的時間差為（　�。�
A．
3
πL
v
B．
4
3
πL
3v
C．
4πL
3v
D．
8πL
3v

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，在xoy平面內(nèi)y軸與MN邊界之間有沿x軸負方向的勻強電場，y軸左側(cè)和MN邊界右側(cè)的空間有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度大小相等的勻強磁場，MN邊界與y軸平行且間距保持不變．一質(zhì)量為m、電荷量為-q的粒子以速度v0從坐標原點O沿x軸負方向射入磁場，每次經(jīng)過磁場的時間均為t0，粒子重力不計．
（1）求磁感應(yīng)強度的大小B．
（2）若t=5t0時粒子回到原點O，求電場區(qū)域的寬度d和此時的電場強度E0．
（3）若帶電粒子能夠回到原點0，則電場強度E應(yīng)滿足什么條件？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

一個用于加速質(zhì)子的回旋加速器，其核心部分如圖所示，D形盒半徑為R，垂直D形盒底面的勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，兩盒分別與交流電源相連．下列說法正確的是（　　）
A．質(zhì)子被加速后的最大速度隨B、R的增大而增大
B．質(zhì)子被加速后的最大速度隨加速電壓的增大而增大
C．只要R足夠大，質(zhì)子的速度可以被加速到任意值
D．為了使質(zhì)子每次經(jīng)過D形盒間縫隙時都能得到加速，應(yīng)使交變電壓的周期等于質(zhì)子的回旋周期

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

一回旋加速器，當(dāng)電場的頻率一定時，加速α粒子的磁感應(yīng)強度和加速質(zhì)子的磁感應(yīng)強度之比為（　�。�
A．1：1B．1：2C．2：1D．1：4

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

回旋加速器是用來加速帶電粒子的裝置，如下圖。它的核心部分是兩個D形金屬盒，兩盒相距很近，分別和高頻交流電源相連接，兩盒間的窄縫中形成勻強電場，使帶電粒子每次通過窄縫都得到加速．兩盒放在勻強磁場中，磁場方向垂直于盒底面，帶電粒子在磁場中做圓周運動，通過兩盒間的窄縫時反復(fù)被加速，直到達到最大周半徑時通過特殊裝置被引出。現(xiàn)要增大粒子射出時的動能，則下列說法正確的是（   ）
A．增大電場的加速電壓
B．增大磁場的磁感應(yīng)強度
C．減小狹縫間的距離
D．增大D形盒的半徑

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

(6分)如圖所示為一種改進后的回旋加速器示意圖。半徑為的兩個中空D形盒，處于垂直于盒面向里、磁感應(yīng)強度為的勻強磁場中。兩D形盒左端狹縫處放置一場強恒定的加速電場。帶電粒子從處以速度沿電場線方向射入加速電場，經(jīng)加速后再進入D形盒中的勻強磁場做勻速圓周運動，接著又從處進入、板間，如此反復(fù)，最后從D形盒右側(cè)的邊緣飛出。對于這種改進后的回旋加速器，帶電粒子每運動一周被加速     次。若被加速的帶電粒子的電荷量為，質(zhì)量為，則粒子的最大速度的表達式為      。

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