1932年,劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器.回旋加速器的工作原理如图所示,置于真空中的两个D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计.磁感应强

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

1932年,劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器.回旋加速器的工作原理如图所示,置于真空中的两个D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计.磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直. 设两D形盒之间所加的交流电压为U,被加速的粒子质量为m、电量为q,粒子从D形盒一侧开始被加速(初动能可以忽略),经若干次加速后粒子从D形盒边缘射出.


求:(1)粒子从静止开始第1次经过两D形盒间狭缝加速后的速度大小
  (2)粒子第一次进入D型盒磁场中做圆周运动的轨道半径
  (3)粒子至少经过多少次加速才能从回旋加速器D形盒射出

◎ 答案

(1) (2)(3)

◎ 解析


试题分析:(1)(5分)粒子在电场中被加速由动能定理    …………4分
得: …………………………………………………………1分
(2)(5分)带电粒子在磁场中做圆周运动,洛仑兹力提供向心力,
由牛顿第二定律得:………………………………………3分
解得: ……………………………………………1分
代入数据得: …………………………………1分
(3)(6分)若粒子射出,则粒子做圆周运动的轨道半径为R,设此时速度为
由牛顿第二定律知 ,解得此时粒子的速度为  ……2分
此时粒子的动能为代入数据得 ………………2分
粒子每经过一次加速动能增加qU,设经过n次加速粒子射出,则 代入数据,解得: ………………………………2分

◎ 知识点

    专家分析,试题“1932年,劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器.回旋加速器的工作原理如图所示,置于真空中的两个D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计.磁感应强…”主要考查了你对  【牛顿第二定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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