物理电磁学磁场练习题9

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• 911922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。若速度相同的同一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列相关说法中正确的是（    ）

  A.该束带电粒子带负电

  B.速度选择器的P1极板带正电

  C.在B2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大

  D.在B2磁场中运动半径越大的粒子，荷质比越小

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• 92美国物理学家劳伦斯于1932年发明的回旋加速器，应用带电粒子在磁场中做圆周运动的特点，能使粒子在较小的空间范围内经过电场的多次加速获得较大的能量，使人类在获得以较高能量带电粒子方面前进了一步，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场强大小恒定，且被限制在

  A.C板间，带电粒子从P0处静止释放，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，盒缝间隙很小，可以忽略不计．对于这种改进后的回旋加速器，下列说法正确的是（ ）A.带电粒子每运动半周被加速一次

  B.P1P2＞P2P3

  C.加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸有关

  D.加速电场方向需要做周期性的变化

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• 93如图所示的平行板器件中．电场强度E和磁感应强度B相互垂直，具有不同水平速度的带电粒子从P孔射入后发生偏转的情况不同．利用这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来，所以叫做速度选择器．若正离子（不计重力）以水平速度v=E/B射入速度选择器，则（ ）

  A.正离子从P孔射入后，能沿着图示虚线路径通过速度选择器

  B.正离子从Q孔射入后，能沿着图示虚线路径通过速度选择器

  C.仅改变离子的电性，负离子从P孔射入后，不能沿图示虚线路径通过速度选择器

  D.仅改变离子的电量，正离子从P孔射入后，不能沿图示虚线路径通过速度选择器

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• 941930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是（    ）

  A.离子从电场中获得能量

  B.离子从磁场中获得能量

  C.增大加速电场的电压可增加离子从回旋加速器中获得的最大动能

  D.增大D形盒的半径可增加离子从回旋加速器中获得的最大动能

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• 95如图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场强大小恒定，且被限制在AC板间，虚线中间不需加电场，如图所示，带电粒子从P0处以速度v0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，对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被加速两次

  B.带电粒子每运动一周P1P2=P3P4

  C.加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸有关

  D.加速电场方向需要做周期性的变化

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• 96如图是质谱仪的工作原理示意图．带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2．平板S下方有强度为B0的匀强磁场．下列表述不正确的是（    ）

  A.质谱仪是分析同位素的重要工具

  B.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外

  C.能通过的狭缝P的带电粒子的速率等于E/B

  D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小

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• 97回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示．设D形盒半径为R．若用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电频率为则下列说法正确的是（    ）

  A.质子被加速后的最大速度不可能超过2πfR

  B.质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关

  C.只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值

  D.不改变B和f，该回旋加速器也能用于加速α粒子

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• 98回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示，它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和交变电源相连接，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速．两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，某一带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出．如果用回旋加速器加速某带电粒子，以下说法正确的是（    ）

  A.高频电源的电压越大，带电粒子从出口被引出时获得的动能越大

  B.高频交变电源的电压越大，带电粒子在回旋加速器中的运动时间越长

  C.匀强磁场的磁感应强度越大，带电粒子从出口被引出时获得的动能越大

  D.匀强磁场的磁感应强度越大，交变电源电压的变化周期越大

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• 99回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电两极相连的两个D形金属盒，两盒间狭缝中形成的周期性变化的匀强电场，使粒子在每次通过狭缝时都能得到加速，两D形盒处于垂直于盒底面的匀强磁场中，如图所示，设匀强磁场的磁感应强度为B，D形盒的半径为R，狭缝间的距离为d，匀强电场间的加速电压为U，要增大带电粒子射出时的动能（电荷量为q、质量为m，不计重力），则下列方法中正确的是（    ）

  A.增大匀强电场间的加速电压U

  B.适当增大狭缝间的距离d

  C.增大磁场的磁感应强度B

  D.增大D形金属盒的半径R

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• 100如图所示为回旋加速器的原理示意图，其核心部分是两个靠得非常近的D形盒，两盒分别和一高频交流电源的两极相连，交流高频电源的电压为U，匀强磁场分布在两D形盒内且垂直D形盒所在平面，磁感应强度为B，在D形盒中央S点处放有粒子源．粒子源放出质量为m、带电量为q的粒子（设粒子的初速度为零）被回旋加速器加速，设D形盒的最大半径为R，则（    ）

  A.所加高频交流电的频率应是

  B.粒子离开加速器的动能是

  C.粒子离开加速器前被加速的次数为

  D.粒子在回旋加速器中运动的时间为

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