回旋加速器工作原理

在磁场中洛伦兹力不做功，所以粒子在电场中获得能量，A错；B对；只有当粒子偏转的半径增大到D型盒半径时才能从出口飞出，所以最大动能与电源电压无关，由D型盒的半径决定，C错；D对；

BD

A、回旋加速器D形盒中的磁场是匀强磁场．故A错误．
B、粒子在磁场中运动的周期不变，大小等于交流电源的周期，所以接线柱P、Q之间应接频率恒定的交流电源．故B正确．
C、设D形盒的半径为R，根据qvB=m
v2
R，解得v=[qBR/m]，则最大动能Ek＝
1
2mv2＝
q2B2R2
2m，与加速电压无关，与回旋的圈数无关．故C错误，D错误．
故选：B．

点评：
本题考点： 质谱仪和回旋加速器的工作原理．

考点点评： 解决本题的关键知道回旋加速器的工作原理，知道粒子在磁场中运动的周期与交流电源的周期相同，粒子的最大速度与加速电压无关，与D形盒的半径和磁感应强度有关．

回旋加速器利用电场对带电粒子加速，引入到铜盒的磁场中，利用磁场力提供匀速圆周运动的向心力，改变粒子轨迹，每当经过铜盒空隙，电场反向，对粒子加速，从而获得加速效果的同时回旋加速器的尺寸不会过大。因此A正确，B错误。根据可知，加速到半径等于铜盒半径时，粒子就不能再被加速，所以公式可知，半径越大，速度越大，所以动能越大。同时说明D错误

AC


<>

A、洛伦兹力不做功，故磁场只能使粒子旋回狭缝，故A错误；
B、粒子最终的速度与回旋半径成正比，要使半径最大，故从中间射入，故B正确；
C、由qvB=m
v2
R得，v=[qvB/m]，则最大动能E_K=[1/2]mv²=
q2B2R2
2m，知最大动能与加速器的半径、磁感线强度以及电荷的电量和质量有关，与加速电压无关，故C错误；
D、由qvB=m
v2
R得，v=[qvB/m]，则最大动能E_K=[1/2]mv²=
q2B2R2
2m，将D形盒的半径加倍，离子获得的动能将增加为4倍，故D正确；
故选BD．

点评：
本题考点： 质谱仪和回旋加速器的工作原理．

考点点评： 解决本题的关键知道回旋加速器是利用电场加速、磁场偏转来加速粒子，但是最终粒子的动能与电场的大小无关．

根据qBv=m
v2
R，解得：v=[qBR/m]，
根据T=[2πR/v]=[2πm/qB]，
再由动能表达式，则有：最大动能为：E_Km=[1/2m
v2m]=[1/2×m×(
qBR
m)2=
q2B2R2
2m]．
答案：[2πm/qB]，
q2B2R2
2m．

点评：
本题考点： 质谱仪和回旋加速器的工作原理．

考点点评： 解决本题的关键知道回旋加速器运用电场加速，磁场偏转来加速带电粒子，但要注意粒子射出的速度与加速电压无关，与磁感应强度的大小和D型盒半径有关．

A、当粒子从D形盒中出来时，速度最大，根据r=[mv/qB]得，v=[qBr/m]，知加速粒子的最大速度与D形盒的半径有关．故A正确．
BC、带电粒子只有经过AC板间时被加速，即带电粒子每运动一周被加速一次．电场的方向没有改变，则在AC间加速．故B正确，C错误．
D、根据r=[mv/qB]得，则P₁P₂=2（r₂-r₁）=[2m△v/qB]，因为每转一圈被加速一次，根据v²-v₁²=2ad，知每转一圈，速度的变化量不等，且v₃-v₂＜v₂-v₁，则P₁P₂＞P₂P₃．故D错误．
故选：AB．

点评：
本题考点： 质谱仪和回旋加速器的工作原理；带电粒子在匀强磁场中的运动．

考点点评： 解决本题的关键知道该回旋加速器的原理，知道粒子每转一圈，加速一次，且都在AC间加速，加速的电场不需改变．

由qvB=m
v2
R，解得v=[qBR/m]．
则动能E_K=[1/2]mv²=
q2B2R2
2m，则知带电粒子的最大动能与加速的电压无关，狭缝间的距离无关，与磁感应强度大小和D形盒的半径有关，增大磁感应强度和D形盒的半径，可以增加粒子的动能．故A、C正确，B、D错误．
故选：AC．

点评：
本题考点： 质谱仪和回旋加速器的工作原理．

考点点评： 解决本题的关键知道回旋加速器电场和磁场的作用，知道粒子的最大动能与加速的电压无关，与磁感应强度大小和D形盒的半径有关．

电磁炉是应用电磁感应原理对食品进行加热的，电磁炉的炉面是耐热陶瓷板，交变电流通过陶瓷板下方的线圈产生磁场，磁场内的磁力线穿过铁锅、不锈钢锅等底部时，产生涡流，令锅底迅速发热，达到加热食品的目的。选项B正确。

B

A、B、C、洛伦兹力不做功，故磁场只能使粒子旋回狭缝，粒子在电场中被加速，可知最大动能与加速器的半径、磁感线强度以及电荷的电量和质量有关，与加速电压无关，故AC正确，B错误；
D、由qvB=m
v2
R得，v=[qvB/m]，则最大动能E_K=[1/2]mv²=
q2B2R2
2m，将D形盒的半径越大，粒子获得的动能将增加，故D正确；
本题选择错误，故选：B．

点评：
本题考点： 质谱仪和回旋加速器的工作原理．

考点点评： 解决本题的关键知道回旋加速器是利用电场加速、磁场偏转来加速粒子，但是最终粒子的动能与电场的大小无关．

A、粒子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力，故在磁场中做匀速圆周运动，故A正确；
B、D、由洛伦兹力提供向心力，有qvB=m
v2
r，解得r=[mv/qB]，故周期T=[2πr/v]=[2πm/qB]，T与速度大小无关，则粒子由A₀运动到A₁与粒子由A₂运动到A₃所用的时间都等于半个周期，时间相等，故BD错误．
C、由r=[mv/qB]，知粒子的轨道半径与它的速率成正比，故C正确．
故选：AC．

点评：
本题考点： 质谱仪和回旋加速器的工作原理．

考点点评： 解决本题的关键知道回旋加速器是利用电场加速、磁场偏转来加速粒子，但是最终粒子的速度与电场的大小无关．

带电粒子从D形盒中射出时的动能 E_km=[1/2]mv_m² （1）
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，则圆周半径 R=
mvm
qB（2）
由（1）（2）可得E_km=
q2B2R2
2m
显然，当带电粒子q、m一定的，则E_km∝R² B²
即E_km随磁场的磁感应强度B、D形金属盒的半径R的增大而增大，与加速电场的电压和狭缝距离无关，
故选D．

点评：
本题考点： 质谱仪和回旋加速器的工作原理．

考点点评： 本题回旋加速器考查电磁场的综合应用：在电场中始终被加速，在磁场中总是匀速圆周运动．所以容易让学生产生误解：增加射出的动能由加速电压与缝间决定．原因是带电粒子在电场中动能被增加，而在磁场中动能不变．

A、根据qvB=m
v2
R 得，最大速度v=

qBR
m，则最大动能E_Km=[1/2] mv²=
q2B2R2
2m．知最大动能和金属盒的半径以及磁感应强度有关，与加速的次数和加速电压的大小无关．故A正确，B错误；
C、根据周期公式T=[2πm/Bq]，可知，高频电源频率由粒子的质量、电量和磁感应强度决定，故C正确；D错误；
故选：AC．

点评：
本题考点： 质谱仪和回旋加速器的工作原理．

考点点评： 解决本题的关键知道根据qvB=mv2R 求最大速度，知道最大动能与D形盒的半径有关，与磁感应强度的大小有关．

A、加速带电粒子的装置，其加速电压越大，带电粒子一次获得的速度越大，但最后获得的速度与加速电压无关，由v_max=[BqR/m]可知，与粒子的比荷、磁场及半径有关，故A错误；
B、电路开关断开瞬间，灯泡A一定延迟熄灭，断开瞬间若线圈的电流比灯泡大，则会突然闪亮一下，若小于灯泡的电流，则不会闪亮，故B错误；
C、测量电阻前，需要欧姆调零，即需两表笔短接，调节R₁使指针指向0Ω，故C正确；
D、用了电磁感应的原理，声波使膜片振动，从而带动音圈产生感应电流，进而将声音信号转换成电信号，故D正确；
故选：CD．

点评：
本题考点： 质谱仪和回旋加速器的工作原理；自感现象和自感系数；用多用电表测电阻．

考点点评： 考查回旋加速器最后的动能与什么因素有关，理解断电自感及灯泡为何会闪亮，同时掌握测量电阻前的欧姆调零，并理解电磁感应原理的应用．

要加速次数最多最终能量最大，则被加速离子只能由加速器的中心附近进入加速器，而从边缘离开加速器，故A正确，B错误．
由于洛伦兹力并不做功，而离子通过电场时有qU=[1/2]mv²，故离子是从电场中获得能量，故C正确，D错误．
故选：AC．

点评：
本题考点： 质谱仪和回旋加速器的工作原理．

考点点评： 了解并理解了常用实验仪器或实验器材的原理到考试时我们就能轻松解决此类问题．

A、质子是在电场中加速的，磁场只改变质子的运动方向，使质子在磁场中做圆周运动，质子从左右两个盒子进入电场的方向不同，故加速电场的方向也要改变，所以两盒应该与交流电源相连．故A正确．B、C、根据动能定理，粒...

点评：
本题考点： 质谱仪和回旋加速器的工作原理．

考点点评： 本题回旋加速器考查电磁场的综合应用：在电场中始终被加速，在磁场中总是匀速圆周运动．所以容易让学生产生误解：增加射出的动能由加速电压与缝间决定．原因是带电粒子在电场中动能被增加，而在磁场中动能不变．

A、根据qvB=m
v2
R 得，粒子的最大速度v=[qBR/m]，则最大动能E_Km=[1/2]mv²=
q2B2R2
2m．知增大动能，需增大D形盒的半径，或增大磁感应强度．故A错误，B正确；
C、根据v＝
2πR
T＝2πRf，可知：最大半径为R，且电场变化的频率即为粒子在磁场中运动周期，因此C正确；
D、增大匀强电场间的加速电压，一次加速的动能将增加，所以被加速粒子在加速器中运动的圈数将减少，故D正确，
故选BCD．

点评：
本题考点： 质谱仪和回旋加速器的工作原理．

考点点评： 解决本题的关键知道根据qvB=mv2R可求出最大速度，以及知道最大动能与D形盒的半径和磁感应强度的大小有关．

A、根据qvB＝m
v2
R得，粒子的最大速度v=[qBR/m]，则最大动能EKm＝
1
2mv2＝
q2B2R2
2m．增大D形盒的半径，则质子的能量增大．最大能量与加速电压的大小无关．故A正确，B错误．
C、回旋加速器是利用电场进行加速，磁场进行偏转．故C错误．
D、质子每次经过电场时总是加速，质子在磁场中运动的周期和交流电源的变化周期相等．故D正确．
故选AD．

点评：
本题考点： 质谱仪和回旋加速器的工作原理．

考点点评： 解决本题的关键知道回旋加速器是利用电场加速和磁场偏转来加速粒子，以及知道带电粒子在磁场中运动的周期和交流电源的周期相等．