物理
物理学家劳伦斯于1932年发明回旋加速器.如图所示为一种改进后的回旋加速器示意图,其中盒缝间的加速电场的电场强度恒定,且被限制在A、C板间,带电粒子从P0处由静止释放,并沿电场线方向射入加速电场,经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动,图中P1、P2、P3分别为带电粒子在磁场做圆周运动三个相邻轨迹的最右边缘的点,对于这种改进后的回旋加速器,下列说法正确的是(  )A. 带电粒子每运动一周就被加速一次B. 带电粒子每运动一周就被加速二次C. P1P2=P2P3D. 加速粒子的最大速度与D形盒的

2019-06-27

物理学家劳伦斯于1932年发明回旋加速器.如图所示为一种改进后的回旋加速器示意图,其中盒缝间的加速电场的电场强度恒定,且被限制在A、C板间,带电粒子从P0处由静止释放,并沿电场线方向射入加速电场,经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动,图中P1、P2、P3分别为带电粒子在磁场做圆周运动三个相邻轨迹的最右边缘的点,对于这种改进后的回旋加速器,下列说法正确的是(  )
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A. 带电粒子每运动一周就被加速一次

B. 带电粒子每运动一周就被加速二次

C. P1P2=P2P3

D. 加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸有关

优质解答
A、由可知,带电粒子每运动一周就被加速一次,加速电场方向不需要做周期性的变化,故A正确、B错误;
C、由nqU=
1
2
mv2,解得:r=
mv
Bq
,P1P2=2(r2-r1)=
2m△v
Bq
,因为每转一圈被加速一次,根据v22-v12=2ad,知每转一圈,速度的变化量不等,由数学规律可知,v2-v1>v3-v2,则P1P2>P2P3.故C错误.
D、当粒子从D形盒中出来时,速度最大,根据r=
mv
Bq
,得,v=
qBr
m
.知加速粒子的最大速度与D形盒的半径有关; 故D正确;
故选:AD.
A、由可知,带电粒子每运动一周就被加速一次,加速电场方向不需要做周期性的变化,故A正确、B错误;
C、由nqU=
1
2
mv2,解得:r=
mv
Bq
,P1P2=2(r2-r1)=
2m△v
Bq
,因为每转一圈被加速一次,根据v22-v12=2ad,知每转一圈,速度的变化量不等,由数学规律可知,v2-v1>v3-v2,则P1P2>P2P3.故C错误.
D、当粒子从D形盒中出来时,速度最大,根据r=
mv
Bq
,得,v=
qBr
m
.知加速粒子的最大速度与D形盒的半径有关; 故D正确;
故选:AD.
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