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17.物理學家勞倫斯于1932年發明回旋加速器.如圖所示為一種改進后的回旋加速器示意圖,其中盒縫間的加速電場的電場強度恒定,且被限制在A、C板間,帶電粒子從P0處由靜止釋放,并沿電場線方向射入加速電場,經加速后再進入D形盒中的勻強磁場做勻速圓周運動,圖中P1、P2、P3分別為帶電粒子在磁場做圓周運動三個相鄰軌跡的最右邊緣的點,對于這種改進后的回旋加速器,下列說法正確的是(  )
A.帶電粒子每運動一周就被加速一次
B.帶電粒子每運動一周就被加速二次
C.P1P2=P2P3
D.加速粒子的最大速度與D形盒的尺寸有關

分析 帶電粒子經加速電場加速后,進入磁場發生偏轉,電場被限制在A、C板間,只有經過AC板間時被加速,所以運動一周加速一次,電場的方向不需改變.當帶電粒子離開回旋加速器時,速度最大.

解答 解:A、由可知,帶電粒子每運動一周就被加速一次,加速電場方向不需要做周期性的變化,故A正確、B錯誤;
C、由nqU=$\frac{1}{2}$mv2,解得:r=$\frac{mv}{Bq}$,P1P2=2(r2-r1)=$\frac{2m△v}{Bq}$,因為每轉一圈被加速一次,根據v22-v12=2ad,知每轉一圈,速度的變化量不等,由數學規律可知,v2-v1>v3-v2,則P1P2>P2P3.故C錯誤.
D、當粒子從D形盒中出來時,速度最大,根據r=$\frac{mv}{Bq}$,得,v=$\frac{qBr}{m}$.知加速粒子的最大速度與D形盒的半徑有關; 故D正確;
故選:AD.

點評 解決本題的關鍵知道該回旋加速器的原理,知道粒子每轉一圈,加速一次,且都在AC間加速,加速的電場不需改變,解題的關鍵在于明確儀器的原理,然后再根據所學規律求解即可.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

9.(1)如圖所示,甲同學在做“研究勻變速直線運動”實驗中,由打點計時器得到表示小車運動過程的一條清晰紙帶,紙帶上兩相鄰計數點間還有四個點未畫出,經測量發現S1=7.05cm、S2=7.68cm、S3=8.33cm、S4=8.95cm、S5=9.61cm、S6=10.26cm,則A點處瞬時速度的大小是0.86m/s,小車運動的加速度計算表達式為a=$\frac{{s}_{6}+{s}_{5}+{s}_{4}-{s}_{3}-{s}_{2}-{s}_{1}}{6{T}^{2}}$,加速度的大小是0.64m/s2(計算結果保留兩位有效數字).

(2)在一次實驗中,如果乙同學不知道實驗所使用的交流電電源的實際頻率已超過50Hz,仍然按照50Hz計算,那么他計算出來的平均速度值與真實值相比B
A.偏大  B.偏小  C.相等  D.不能確定
(3)丙同學在測定勻變速直線運動的加速度時,得到了幾條較為理想的紙帶.他已在每條紙帶上按每5個點取好一個計數點,即兩計數點之間時間間隔為0.1s,依打點先后編為0,1,2,3,4,5.由于不小心,幾條紙帶都被撕斷了,如圖所示.請根據給出的A、B、C、D四段紙帶回答:在B,C,D三段紙帶中選出從紙帶A上撕下的那段應該是C

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

8.風能是一種環保能源.風力發電是將風的動能轉化為電能的過程,設空氣的密度為ρ,水平風速為v,風力發電機有3個葉片,每個葉片迎風垂直面積為S.設風能轉化為電能的效率為η,那么該風力發電機的電功率P=$\frac{3}{2}η{ρSv}^{3}$.

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

5.現測量一銅芯導線的電阻率,用米尺測出其長度為L,用螺旋測微器測得其直徑為D,用多用電表測得其電阻值約為1Ω,為提高測量的精度,需從下列器材中挑選一些元件,設計電路,重新測量這段導線(圖中用Rx表示)的電阻.
A.電源E(電動勢為6.0V,內阻不計)
B.電壓表V1(量程為0~0.6V,內阻約為2kΩ)
C.電壓表V2(量程為0~6.0V,內阻約為6kΩ)
D.電流表A1(量程為0~0.6A,內阻約為1Ω)
E.電流表A2(量程為0~3.0A,內阻約為0.1Ω)
F.滑動變阻器R1(最大阻值5Ω,額定電流1.0A)
G.滑動變阻器R2(最大阻值10Ω,額定電流0.2A)
H.定值電阻R0(阻值為9Ω)
I.開關S一個,導線若干
(1)如圖甲所示是該實驗小組用螺旋測微器對銅線直徑的測量,其讀數是0.700mm.

(2)為提高實驗精度,要求電表的偏轉不小于其量程的$\frac{1}{3}$,某同學設計了部分電路如圖乙所示,請你在此基礎上將電路補充完整,使實驗可以完成.
(3)實驗時電壓表選B,電流表選D,滑動變阻器選F(只填代號).
(4)若在測量時,電壓表示數為U,電流表示數為I,則該銅芯導線所用材料的電阻率的表達式為ρ=$\frac{πU{D}^{2}}{4IL}$.

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

12.當8L的理想氣體被等溫壓縮至6L時,壓強的變化量是3×104Pa,則氣體原來的壓強P1=$9×1{0}_{\;}^{4}$Pa,等溫壓縮后的壓強P2=$1.2×1{0}_{\;}^{5}$Pa.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

2.如圖所示,電源的電動勢和內阻都保持一定,在外電路的電阻逐漸減小的過程中,有(  )
A.電源的路端電壓一定逐漸變小B.電源的輸出功率一定逐漸變小
C.電源內部消耗的功率一定逐漸變大D.電源供電效率可能變大

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

9.下列敘述中符合激光應用的實例,正確的是(  )
①利用激光進行通信
②利用激光加工堅硬的材料
③利用激光進行室內照明
④利用激光進行長距離精確測量.
A.①②③B.①②④C.②③④D.①③④

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

6.如圖所示,N匝數矩形導線框在磁感應強度為B的勻強磁場中繞軸OO′勻速轉動,線框面積為S,線框的電阻、電感均不計,外電路接有電阻R、理想電流表A和二極管D.電流表的示數為I,二極管D具有單向導電性,即正向電阻為零,反向電阻無窮大,下列說法正確的是(  )
A.導線框轉動的角速度為$\frac{2RI}{NBS}$
B.導線框轉動的角速度為$\frac{4RI}{NBS}$
C.導線框轉到圖示位置時,導線框中的磁通量最大,瞬時電動勢為零
D.導線框轉到圖示位置時,導線框中的磁通量最大,瞬時電動勢最大

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

7.一根粗細均勻的導線,加電壓U時,通過導線的電流為I,導線中自由電子定向移動的平均速率為v,若將導線均勻拉長,使橫截面的半徑變為原來的$\frac{1}{2}$,再給它兩端加上電壓U,則(  )
A.通過導線的電流為$\frac{I}{4}$
B.通過導線的電流為$\frac{I}{8}$
C.導線中自由電子定向移動的速率為$\frac{v}{2}$
D.導線中自由電子定向移動的速率為$\frac{v}{4}$

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