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19．回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其主體部分是兩個D形金屬盒．兩金屬盒處在垂直于盒底的勻強磁場中，并分別與高頻交流電源兩極相連接，從而使粒子每次經過兩盒間的狹縫時都得到加速，如圖所示．現要增大帶電粒子從回旋加速器射出時的動能，下列方法可行的是（　　）
A．增加磁場的磁感應強度B．減小狹縫間的距離
C．增大高頻交流電壓D．增大金屬盒的半徑

分析 回旋加速器中帶電粒子在電場被加速，每通過電場，動能被增加一次；而在磁場里做勻速圓周運動，通過磁場時只改變粒子的運動方向，動能卻不變．因此帶電粒子在一次加速過程中，電場電壓越大，動能增加越大．但從D形盒中射出的動能，除與每次增加的動能外，還與加速次數有關．所以加速電壓越大，回旋次數越少，推導出最大動能的表達式，分析最大動能與磁感應強度和D形金屬盒半徑的關系．

解答 解：帶電粒子從D形盒中射出時的動能 Ekm=$\frac{1}{2}$mvm2 （1）
帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動，則圓周半徑 R=$\frac{m{v}_{m}}{qB}$（2）
由（1）（2）可得Ekm=$\frac{{q}^{2}{B}^{2}{R}^{2}}{2m}$
顯然，當帶電粒子q、m一定的，則Ekm∝R2 B2
即Ekm隨磁場的磁感應強度B、D形金屬盒的半徑R的增大而增大，與加速電場的電壓和狹縫距離無關，
故選：AD．

點評 本題回旋加速器考查電磁場的綜合應用：在電場中始終被加速，在磁場中總是勻速圓周運動．所以容易讓學生產生誤解：增加射出的動能由加速電壓與縫間決定．原因是帶電粒子在電場中動能被增加，而在磁場中動能不變．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

9．如圖所示，在直角坐標系虛線以下區(qū)域內有磁感應強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場，虛線平行于x軸，虛線與x軸相距為h．某一時刻靜止于坐標原點的原子核X發(fā)生α衰變，α粒子沿x軸方向射入磁場，射出磁場時與x軸正方向夾角為120°．已知α粒子質量為m，電荷量為2e，剩余核的質量為M．設衰變過程中釋放的核能全部轉化為α粒子和剩余核的動能，求原子核X的質量．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

10．如圖所示，質量為m、半徑為R的圓形光滑絕緣軌道放在水平地面上固定的M、N兩豎直墻壁間，圓形軌道與墻壁間摩擦忽略不計，在軌道所在平面加一豎直向上的場強為E的勻強電場．P、Q兩點分別為軌道的最低點和最高點，在P點有一質量為m，電荷量為q的帶正電的小球，現給小球一初速度v0，使小球在豎直平面內做圓周運動，不計空氣阻力，重力加速度為g，則下列說法正確的是（　�。�
A．小球通過P點時對軌道一定有壓力
B．小球通過P點時的速率一定大于通過Q點時的速率
C．從P到Q點的過程中，小球的機械能增大
D．若mg＞qE，要使小球能通過Q點且保證圓形軌道不脫離地面，速度v0應滿足的關系是：$\sqrt{5gR-\frac{5qER}{m}}$≤v0＜$\sqrt{6gR-\frac{5qER}{m}}$

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

7．如圖為正在測量中的多用電表表盤，如果是用直流10mA檔測電流，則讀數為7.2mA；如果是用直流5V檔測量電壓，則讀數為3.59V．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

14．近年來裝修污染已經被列為“危害群眾最大的五種環(huán)境污染”之一．目前，在居室裝修中經常用到的花崗巖、大理石等裝修材料，都不同程度地含有放射性元素，比如，含有鈾、釷的花崗巖等巖石會釋放出放射性氣體氡，而氡會發(fā)生放射性衰變，放出α、β、γ射線，這些射線會導致細胞發(fā)生癌變及呼吸道等方面的疾病，根據有關放射性知識回答下列問題：
（1）下列說法正確的是D
A．氡的半衰期為3.8天，則若在高溫下其半衰期必縮短
B．β衰變所釋放的電子是原子核內的質子轉化成中子和電子所產生的
C．γ射線一般伴隨著α或β射線產生，在這三種射線中，γ射線的穿透能力最強，電離能力也最強
D．發(fā)生α衰變時，新核與原來的原子核相比，中子數減少了2
（2）某次光電效應實驗中，測得某金屬的入射光的頻率?和反向遏制電壓Uc的值如表所示．（已知電子的電量為e=1.6×10-19C）
Uc/V0.5410.6370.741[來0.8090.878
?v/1014Hz5.6645.8886.0986.3036.501
根據表格中的數據，作出了Uc-ν圖象，如圖所示，則根據圖象求出：
①這種金屬的截止頻率為4.27×1014Hz；（保留三位有效數字）
②普朗克常量6.3×10-34Js．（保留兩位有效數字）
（3）室內裝修污染四大有害氣體是苯系物、甲醛、氨氣和氡．氡存在于建筑水泥、礦渣磚、裝飾石材及土壤中．氡看不到，嗅不到，但它進入人的呼吸系統能誘發(fā)肺癌，是除吸煙外導致肺癌的重大因素．靜止的氡核${\;}_{86}^{222}$Rn放出一個粒子x后變成釙核${\;}_{84}^{218}$Po，釙核的動能為0.33MeV，若衰變放出的能量全部變成釙核和粒子x的動能．則：
①寫出上述衰變的核反應方程；
②求粒子x的動能．（保留兩位有效數字）

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

4．若以μ表示水的摩爾質量，V表示在標準狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積，ρ表示在標準狀態(tài)下水蒸氣的密度，NA表示阿伏加德羅常數，m0、V0分別表示每個水分子的質量和體積，下面關系錯誤的有（　�。�
A．NA=$\frac{ρV}{{m}_{0}}$B．ρ=$\frac{μ}{{N}_{A}{V}_{0}}$C．ρ＜$\frac{μ}{{N}_{A}{V}_{0}}$D．m0=$\frac{μ}{{N}_{A}}$

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

11．關于電場，下列說法中正確的是（　　）
A．電場是為了便于研究電荷的運動而引入的理想模型
B．電場是電荷周圍空間實際存在的物質
C．電荷周圍分布的電場線就是電場
D．電荷間的相互作用不是通過電場作媒介產生的

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

8．如圖所示，導軌是水平的，導軌的間距L1=0.5m，ab桿與導軌左端的距離L2=0.8m．由導軌和ab桿所構成的回路總電阻R=0.3Ω，方向豎直向下的磁場的磁感應強度B=1T，重物的質量M=0.04kg，用細繩通過定滑輪與ab桿的中點連接，不計摩擦．現使磁場以$\frac{△B}{△t}$=0.2T/s的變化率均勻地增大，當t為多少時M剛離開地面？（g取10m/s2）

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

6．如圖所示，質量為m，帶電量為+q的粒子，從兩平行電極板正中央垂直電場線和磁感線以速度v飛入．已知兩板間距為d，磁感應強度為B，這時粒子恰能沿直線穿過電場和磁場區(qū)域（重力不計）．今將磁感應強度增大到某值，則粒子將落到極板上．當粒子落到極板上時的動能為多大？

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