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高中 | 回旋加速器题目答案及解析如下,仅供参考!
选修3-1
第三章 磁场
3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动
回旋加速器
用如图所示的回旋加速器加速电荷量为$q$、质量为$m$的带电粒子,已知$D$形盒半径为$R$,所加磁场磁感应强度大小为$B$,$a$、$b$间所接电压为$U$,粒子从图中$A$点开始加速,忽略两$D$形盒间狭缝的宽度。下列说法正确的是$(\qquad)$
图中回旋加速器加速的带电粒子一定带正电
","回旋加速器$a$、$b$之间所接高频交流电的周期为$\\dfrac{\\pi m}{qB}$
","若考虑相对论效应,质子质量会增大,则高频交流电的频率应减小,才能保证粒子动能持续增加
","电量$q$越小的粒子最后的动量大
"]$\rm A$.由左手定则可判断出图中回旋加速器加速的带电粒子一定是带正电的粒子,故$\rm A$正确;
$\rm B$.为了保持始终加速,则交流电周期与粒子圆周运动周期相等,即$T_{电}=\dfrac{2\pi m}{qB}$,故$\rm B$错误;
$\rm C$.由周期公式$T=\dfrac{2\pi m}{eB}=\dfrac{1}{f}$,质量$m$增大,则周期增大,频率减小,要保证粒子动能持续增加,则高频交流电的频率应减小,故$\rm C$正确;
$\rm D$.两粒子在同一回旋加速器中做匀速圆周运动的最大半径相同,根据$qvB=m\dfrac{v^{2}}{R}$
解得$R=\dfrac{mv}{qB}=\dfrac{p}{qB}$可知电量大的粒子最后的动量大,$\rm D$错误。
故选:$\rm AC$。
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