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如图所示,回旋加速器置于高真空中,D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应...

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问题详情:

如图所示,回旋加速器置于高真空中,D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。A处粒子源产生质量为m、电荷量为+q的粒子,在加速电压为U的加速电场中被加速。所加磁场的磁感应强度、加速电场的频率可调,磁场的磁感应强度最大值为Bm,加速电场频率的最大值fm。下列说法正确的是(  )

如图所示,回旋加速器置于高真空中,D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应...

A.粒子第n次和第n+1次加速后的半径之比是如图所示,回旋加速器置于高真空中,D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应... 第2张如图所示,回旋加速器置于高真空中,D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应... 第3张

B.粒子从静止开始加速到出口处所需的时间为如图所示,回旋加速器置于高真空中,D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应... 第4张

C.若fm<如图所示,回旋加速器置于高真空中,D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应... 第5张,则粒子获得的最大动能为如图所示,回旋加速器置于高真空中,D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应... 第6张

D.若fm>如图所示,回旋加速器置于高真空中,D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应... 第7张,则粒子获得的最大动能为如图所示,回旋加速器置于高真空中,D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应... 第8张

【回答】

BCD

【详解】

A.根据粒子在磁场中半径公式,及动能定理,则有:

如图所示,回旋加速器置于高真空中,D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应... 第9张

如图所示,回旋加速器置于高真空中,D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应... 第10张

同理

如图所示,回旋加速器置于高真空中,D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应... 第11张

如图所示,回旋加速器置于高真空中,D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应... 第12张

解得:

如图所示,回旋加速器置于高真空中,D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应... 第13张

故A错误;

B.设粒子到出口处被加速了n圈,则有:

如图所示,回旋加速器置于高真空中,D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应... 第14张

如图所示,回旋加速器置于高真空中,D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应... 第15张

如图所示,回旋加速器置于高真空中,D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应... 第16张

解得:

如图所示,回旋加速器置于高真空中,D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应... 第17张

故B正确;

CD.加速电场的频率应该等于粒子在磁场中做圆周运动的频率,即:

如图所示,回旋加速器置于高真空中,D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应... 第18张

当磁感应强度为Bm时,加速电场的频率应该为:

如图所示,回旋加速器置于高真空中,D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应... 第19张

粒子的动能:

如图所示,回旋加速器置于高真空中,D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应... 第20张

如图所示,回旋加速器置于高真空中,D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应... 第21张时,粒子的最大动能由Bm决定,则:

如图所示,回旋加速器置于高真空中,D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应... 第22张

解得粒子获得的最大动能为

如图所示,回旋加速器置于高真空中,D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应... 第23张

如图所示,回旋加速器置于高真空中,D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应... 第24张时,粒子的最大动能由fm决定,则:

如图所示,回旋加速器置于高真空中,D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应... 第25张

解得粒子获得的最大动能为

如图所示,回旋加速器置于高真空中,D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应... 第26张

故CD正确。

故选BCD。

知识点:质谱仪与回旋加速器

题型:选择题

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