物理电磁学磁场练习题9

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• 101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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• 102如图是医用回旋加速器示意图，其核心部分是两个D型金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连．现分别加速氘核（12H）和氦核（24He）．下列说法中正确的是（    ）

  A.它们的最大速度相同

  B.它们的最大动能相同

  C.它们在D形盒内运动的周期相同

  D.仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能

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• 103关于回旋加速器加速带电粒子所获得的能量，下列说法正确的是（    ）

  A.与加速器的半径有关，半径越大，能量越大

  B.与加速器的磁场有关，磁场越强，能量越大

  C.与加速器的电场有关，电场越强，能量越大

  D.与带电粒子的质量和电量均有关，质量和电量越大，能量越大

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• 104下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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• 105下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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• 106如图为回旋加速器的示意图．其核心部分是两个D型金属盒，置于磁感应强度大小恒定的匀强磁场中，并与高频交流电源相连．带电粒子在D型盒中心附近由静止释放，忽略带电粒子在电场中的加速时间，不考虑相对论效应．欲使粒子在D型盒内运动的时间增大为原来的2倍，下列措施可行的是（    ）

  A.仅将磁感应强度变为原来的2倍

  B.仅将交流电源的电压变为原来的12

  C.仅将D型盒的半径变为原来的2倍

  D.仅将交流电源的周期变为原来的2倍

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• 107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，分别和高频交流电源相连接，两盒间的窄缝中形成匀强电场，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，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．如果用同一回旋加速器分别加速氚核（13H）和α粒子（24He）比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小，有（ ）

  A.加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能也较大

  B.加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较小

  C.加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能也较小

  D.加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能较大

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• 108不定项选择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下方有磁感应强度为B0的匀强磁场。下列表述正确的是（ ）

  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里

  C.能通过狭缝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，粒子的比荷（q/m）越大

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• 109关于回旋加速器加速带电粒子使其所获得的能量，下列说法正确的是（    ）①与加速器的半径有关，半径越大，能量越大②与加速器的磁场有关，磁感应强度越大，能量越大③与加速器的电场有关，电场强度越大，能量越大④与带电粒子的质量、电量均有关，质量和电量越大，能量越大．

  A.①②

  B.①③

  C.①②④

  D.①②③④

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• 1101930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，则下列有关说法正确的是（    ）

  A.离子做圆周运动的周期随半径的增大而增大

  B.离子做圆周运动的周期与高频交变电压的周期相同

  C.离子从磁场中获得能量

  D.离子从电场中获得能量

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