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回旋加速器的D形盒半徑為R＝60cm，兩盒間距1cm，用它加速質子時可使每個質子獲得4MeV的能量，加速電壓為

．求：
　　（1）該加速器中偏轉磁場的磁感應強度B；
　　（2）質子在D型盒中運動的時間t；
（3）整個加速過程中，質子在電場中運動的總時間

．

（1）0.4T（2）

（3）

（1）由題意得：

①代入數據得B＝0.4T
　　（2）質子不斷被加速，做圓周運動的半徑不斷變大，依次為
　　

　　　　　　　　　　　　　　②
　　

　　　　　　　　　　　　③
　　

　　　　　　　　　　　　④
　　由

可求得n值．所以，質子在D型盒中運動的時間為

　⑤
　　代入數據得：

　　（3）由

得

，

　得

，
　　故

　　　　⑥
　　這樣

　　　　　　　　　　　　　　　⑦
　　

　　　　　　　　　　　　　　　⑧，
　　

　所以，在整個加速過程中，質子在電場中運動的總時間為
　　

練習冊系列答案

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖是一個水平放置的玻璃圓環型小槽，槽內光滑，槽寬度和深度處處相同，現將一直徑略小于槽寬的帶正電小球放在槽中，讓它受絕緣棒打擊后獲得一初速υ0，與此同時，有一變化的磁場垂直穿過玻璃環形小槽外徑所對應的圓面積。磁感應強度的大小跟時間成正比。其方向豎直向下。設小球在運動過程中電荷量不變，那么( )

A．小球受到的向心力大小不變

B．小球受到的向心力大小不斷增加

C．磁場力對小球做了功

D．小球受到的磁場力大小與時間成正比

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，回旋加速器是用來加速帶電粒子使它獲得很大動能的裝置．其核心部分是兩個D型金屬盒，置于勻強磁場中，兩盒分別與高頻電源相連。則帶電粒子加速所獲得的最大動能與下列因素有關的是

A．加速的次數	B．加速電壓的大小
C．金屬盒的半徑	D．勻強磁場的磁感強度

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（10分）質譜儀原理如圖，a為粒子加速器電壓為u₁，b為速度選擇器，磁場與電場正交，磁感強度為B₁，板間距離為d，c為偏轉分離器，磁感強度為B₂，今有一質量為m，電量為+e的電子（不計重力），經加速后，該離子恰能通過速度選擇器，粒子進入分離器后做勻速圓周運動，求：
（1）粒子的速率v
（2）速度選擇器的電壓u₂
（3）粒子在B₂的磁場中做勻速圓周運動的半徑R

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，一質量為m，電荷量為q的粒子從容器A下方小孔S₁飄入電勢差為U的加速電場，然后讓粒子垂直進入磁感應強度為B的磁場中，最后打到底片D上.

(1)粒子進入磁場時的速率。
(2)求粒子在磁場中運動的軌道半徑。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，在某空間建立一坐標xoy，其間充滿著x正方向的勻強電場，場強E =2.0V/m和垂直xoy平面向外的勻強磁場，磁感強度B=2.5T。今有一帶負電微粒質量

kg，電量q=-5×10^-7 C。在該空間恰能做勻速直線運動。求：

（1）試分析該題中重力可否忽略不計（需通過計算說明）。
（2）該微粒運動的速度。
（3）若該微粒飛經y軸的某點M時，突然將磁場撤去而只保留電場，則微粒將再次經過y軸的N點，則微粒從M到N運動的時間為多長，M、N兩點間的距離為多大？（圖中M、N在坐標上未標出）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，圓心為原點、半徑為

的圓將

平面分為兩個區域，即圓內區域Ⅰ和圓外區域Ⅱ。區域Ⅰ內有方向垂直于

平面的勻強磁場。平行于x軸的熒光屏垂直于

平面，放置在直線

的位置。一束質量為

、電荷量為q、速度為

的帶正電粒子從坐標為（

，0）的A點沿x軸正方向射入區域Ⅰ，粒子全部垂直打在熒光屏上坐標為（0，-2R）的

點。若區域Ⅱ中加上平行于x軸的勻強電場，從A點沿x軸正方向以速度2

射入區域Ⅰ的粒子垂直打在熒光屏上的N點。不考慮重力作用，求：

（1）在區域Ⅰ中磁感應強度B的大小和方向。
（2）在區域Ⅱ中電場的場強為多大？MN兩點間距離是多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

湯姆孫測定電子比荷的實驗裝置如圖甲所示。從陰極K發出的電子束經加速后，以相同速度沿水平中軸線射入極板D₁、D₂區域，射出后打在光屏上形成光點。在極板D₁、D₂區域內，若不加電場和磁場，電子將打在P₁點；若只加偏轉電壓U，電子將打在P₂點；若同時加上偏轉電壓U和一個方向垂直于紙面向外、磁感應強度大小為B的勻強磁場（圖中未畫出），電子又將打在P₁點。已知極板長度為L，極板間距為d。忽略電子的重力及電子間的相互作用。

（1）求電子射人極板D₁、D₂區域時的速度大小；
（2）打在P₂點的電子，相當于從D₁、D₂中軸線的中點O’射出，如圖乙中的O’ P₂所示，已知

試推導出電子比荷

的表達式；
（3）若兩極板間只加題中所述的勻強磁場，電子在極板間的軌跡為一段圓弧，射出后打在P₃點。測得圓弧半徑為2L、P₃與P₁間距也為2L，求圖乙中P₁與P₂點的間距a。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

(8分).水平放置的兩塊平行金屬板長L=5.0cm，兩板間距d=1.0cm，兩板間電壓為90v，且上板為正，一個電子沿水平方向以速度v₀=2.0×10⁷m/s，從兩板中間射入，如圖，求：(電子質量m=9.01×10^-31kg)

(1)電子飛出電場時沿垂直于板方向偏移的距離是多少？
(2)電子飛出電場時的垂直于板方向的速度是多少？
(3)電子離開電場后，打在屏上的P點，若S=10cm，求OP的長？

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