如圖所示為回旋加速器的示意圖，置于高真空中的兩個(gè)D形金屬盒半徑為R，狹縫之間的距離為d。置于與盒面垂直的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩盒間接交流電源的電壓為U。在中央A處有一個(gè)粒子源，能夠不斷釋放出質(zhì)量為m,電荷量為+q的質(zhì)子，不計(jì)質(zhì)子的初速度．質(zhì)子經(jīng)電場(chǎng)加速后從D1的邊緣沿切線飛出，不計(jì)質(zhì)子的重力，忽略狹義相對(duì)論效應(yīng)。求：
（1）質(zhì)子第一次進(jìn)入磁場(chǎng)中的速度v1；
（2）質(zhì)子經(jīng)過回旋加速器加速后獲得的最大動(dòng)能Ek；
（3）不計(jì)粒子穿過狹縫的時(shí)間，要使質(zhì)子每次經(jīng)過電場(chǎng)都被加速，則交流電源的周期為多大；
（4）若質(zhì)子在電場(chǎng)中的加速次數(shù)與回旋半周的次數(shù)相同，試證明當(dāng)R?d時(shí)，質(zhì)子在電場(chǎng)中加速的總時(shí)間相對(duì)于在D形盒中回旋的時(shí)間可忽略不計(jì)（質(zhì)子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，不考慮磁場(chǎng)的影響）；
（5）有同學(xué)想利用該回旋加速器直接對(duì)質(zhì)量為m、電量為+2q的粒子加速。能行嗎？行，說明理由；不行，提出改進(jìn)方案。
【考點(diǎn)】回旋加速器．
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：81引用：1難度：0.4
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1．如圖所示，甲是質(zhì)譜儀的示意圖，乙是回旋加速器的原理圖，丙是研究楞次定律的實(shí)驗(yàn)圖，丁是研究自感現(xiàn)象的電路圖，下列說法正確的是（ ）
發(fā)布：2024/12/15 0:0:1組卷：91引用：6難度：0.8 -
2．如圖所示，回旋加速器D形盒的半徑為R，所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，用來加速質(zhì)量為m、電荷量為q的質(zhì)子，質(zhì)子從下半盒的質(zhì)子源由靜止出發(fā)，加速到最大能量E后由A孔射出，則下列說法正確的是（ ?。?/h2>發(fā)布：2024/12/17 19:30:2組卷：35引用：2難度：0.5 -
3．勞倫斯和利文斯設(shè)計(jì)出回旋加速器，工作原理示意圖如圖所示。置于真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時(shí)間可忽略。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與盒面垂直，高頻交流電頻率為f,加速電壓為U。若A處粒子源產(chǎn)生的質(zhì)子的質(zhì)量為m、電荷量為+q,在加速器中被加速，且加速過程中不考慮相對(duì)論效應(yīng)和重力的影響。則下列說法正確的是（ ?。?/h2>發(fā)布：2024/12/13 18:30:1組卷：88引用：1難度：0.7
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