加速器在核物理和粒子物理研究中發(fā)揮著巨大作用，回旋加速器是其中的一種。如圖1為回旋加速器的工作原理圖。D1和D2是兩個中空的半圓金屬盒，分別和一高頻交流電源兩極相連。兩盒處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于盒面，在位于D1盒圓心附近的A處有一個粒子源，產(chǎn)生質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子。不計粒子的初速度、重力和粒子通過兩盒間的縫隙的時間，加速過程中不考慮相對論效應(yīng)。
（1）若已知半圓金屬盒的半徑為R，請計算粒子離開加速器時獲得的最大動能Ekm；
（2）若帶電粒子束從回旋加速器輸出時形成的等效電流為I，求從回旋加速器輸出的帶電粒子的平均功率P；
（3）某同學(xué)在分析帶電粒子運動軌跡時，畫出了如圖2所示的軌跡圖，他認(rèn)為兩個D形盒中粒子加速前后相鄰軌跡間距Δd是相等的。請通過計算分析該軌跡是否合理？若不合理，請描述合理的軌跡其間距會有怎樣的變化趨勢。
P
【考點】回旋加速器．
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：144引用：1難度：0.4
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1．回旋加速器的工作原理如圖所示。D1和D2是兩個中空的半圓金屬盒，處于與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場中，它們之間有一定的電勢差U。A處的粒子源產(chǎn)生的帶電粒子在加速器中被加速。下列說法正確的是（ ?。?/h2>發(fā)布：2024/12/29 21:30:1組卷：163引用：2難度：0.8 -
2．回旋加速器的構(gòu)造如圖所示，D1、D2是半圓形金屬盒，D形盒的縫隙處接交流電源，D形盒處于勻強(qiáng)磁場中。工作時交流電的周期和粒子做圓周運動的周期（選填“相等”或“不相等”），粒子經(jīng)電場加速，經(jīng)磁場回旋，獲得的最大動能由和D形盒的決定，與加速電壓無關(guān)。發(fā)布：2024/12/29 14:0:1組卷：66引用：2難度：0.8 -
3．如圖所示，回旋加速器D形盒的半徑為R，所加磁場的磁感應(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（ ）發(fā)布：2024/12/17 19:30:2組卷：35引用：2難度：0.5
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