【正文】 （2）撤掉磁場(chǎng)后，粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)，通過電場(chǎng)區(qū)偏轉(zhuǎn)的距離（3）設(shè)粒子運(yùn)動(dòng)到下極板時(shí)的動(dòng)能大小為EK，根據(jù)動(dòng)能定理得：q2Ed=Ekm經(jīng)典回旋加速器，交變電壓的周期與帶電粒子回旋周期相同，加速A粒子的交變電壓的周期為而若要加速回旋加速粒子B，交變電壓周期應(yīng)為因此當(dāng)B粒子到達(dá)加速電場(chǎng)縫隙時(shí)，電壓方向并沒有反向，因此無法同時(shí)加速。故A正確。11．在近代物理實(shí)驗(yàn)中，常用回旋加速器加速得到高速粒子流．回旋加速器的結(jié)構(gòu)如圖所示，DD2是相距很近的兩個(gè)處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的半圓形金屬盒，D形盒的縫隙處接交流電源，A處的粒子源產(chǎn)生的帶電粒子在兩盒之間被電場(chǎng)加速．設(shè)帶電粒子質(zhì)量為m，電量為q，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，D形盒的最大半徑為R，兩個(gè)D形盒之間的距離為d，d遠(yuǎn)小于R，D形盒之間所加交變電壓大小為U．不計(jì)粒子的初速度及運(yùn)動(dòng)過程中質(zhì)量的變化，求：（1）所加交變電壓的周期T；（2）帶電粒子離開D形盒時(shí)的動(dòng)能Ekm； （3）帶電粒子在回旋加速器磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1及在兩D形盒間電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2，并證明粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可以忽略不計(jì)．【答案】（1） （2） （3）見解析【解析】【詳解】（1）帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半周的時(shí)間與交變電壓的半個(gè)周期相等， 得 （2）帶電粒子離開D形盒時(shí)的軌跡半徑為R，由圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得 解得： 帶電粒子離開D形盒時(shí)的動(dòng)能 （3）設(shè)帶電粒子在電場(chǎng)中加速的次數(shù)為n，有 解得： 又因?yàn)閹щ娏Ｗ釉诖艌?chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期 所以帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 解得： 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)可看成勻加速直線運(yùn)動(dòng)，得v=at 其中 所以帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 有 因?yàn)閐遠(yuǎn)小于R，有t2遠(yuǎn)小于t1，所以帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可以忽略．【點(diǎn)睛】此題關(guān)鍵是知道回旋加速器的工作原理，知道電場(chǎng)的周期等于粒子在磁場(chǎng)中的周期，當(dāng)粒子的半徑等于D型盒的半徑時(shí)，粒子的速度最大，能量最大.12．回旋加速器是利用磁場(chǎng)和電場(chǎng)共同作用對(duì)帶電粒子進(jìn)行加速的儀器。（1）圓周運(yùn)動(dòng)周期等于交流電周期才可獲得持續(xù)加速,設(shè)圓周運(yùn)動(dòng)半徑為r、周期為T：，解得 （2）粒子圓周運(yùn)動(dòng)： 粒子被加速： 解得：【點(diǎn)睛】此題重在理解回旋加速器原理，加速電場(chǎng)半個(gè)周期改變一次反響，與磁場(chǎng)周期相同，保證粒子在電場(chǎng)中一直加速，在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)．進(jìn)行計(jì)算時(shí)，把握好在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間的關(guān)系。解得研究小組成員分工合作，測(cè)量了真空中的D形盒的半徑為R，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直加速器向里，大小為B1，要加速粒子的電荷量為q，質(zhì)量為m，電場(chǎng)的電壓大小為U。故B錯(cuò)誤。由于電場(chǎng)只在 通過時(shí)存在，故B僅在與A同時(shí)進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)才被加速。另一種同步加速器，基本原理可以簡(jiǎn)化為如圖（乙）所示模型，帶電粒子從M板進(jìn)入高壓縫隙被加速，離開N板時(shí)，兩板的電荷量均立即變?yōu)榱悖x開N板后，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)的導(dǎo)引控制下回旋反復(fù)通過加速電場(chǎng)區(qū)不斷加速，但帶電粒子的旋轉(zhuǎn)半徑始終保持不變。4．如圖中左邊有一對(duì)平行金屬板，兩板相距為d，電壓為U，兩板之間有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，方向與金屬板面平行并垂直于紙面朝里。不計(jì)粒子重力。一比荷q=1106C/kg的帶電粒子從第二象限內(nèi)M點(diǎn)以速度v=103m/s沿x軸正方向射出，M點(diǎn)到x軸距離d=，粒子在第二象限內(nèi)做直線運(yùn)動(dòng)；粒子進(jìn)入第一象限后從直線OA上的P點(diǎn)（P點(diǎn)圖中未畫出）離開磁場(chǎng)，且OP=d?！敬鸢浮浚?）（2）（3）【解析】【詳解】（1）粒子在速度選擇器中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由平衡條件得：qυB1＝q解得υ＝；（2）粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示：由幾何知識(shí)得：r＝＝粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得qυB2＝m，解得：＝（3）MN與擋板之間的最小距離：d＝r﹣rsinα＝答：（1）射出粒子的速率為；（2）射出粒子的比荷為；（3）MN與擋板之間的最小距離為。v02解得EK=mv02+qEd【點(diǎn)睛】對(duì)粒子搞好受力分析，挖掘“恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)”的隱含條件，對(duì)于撤掉磁場(chǎng)后的粒子的類平拋運(yùn)動(dòng)，要能夠熟練分析解決，為?？純?nèi)容．8．我們熟知經(jīng)典回旋加速器如圖（甲）所示，帶電粒子從M處經(jīng)狹縫中的高頻交流電壓加速，進(jìn)入與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的兩個(gè)D形盒中做圓周運(yùn)動(dòng)，循環(huán)往復(fù)不斷被加速，最終離開加速器。同步加速器A粒子的磁場(chǎng)變化周期B粒子的旋轉(zhuǎn)周期 是 的k倍，所以 每繞行1周， 就繞行k周。B．根據(jù)洛倫茲力提供向心力：，解得：最大動(dòng)能：，與加速的電壓無關(guān)?，F(xiàn)在有一個(gè)研究小組對(duì)回旋加速器進(jìn)行研究?？傻?