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,置于高真空中的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

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 动能定理/2022-11-05 / 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,置于高真空中的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.A处粒子源产生的粒子,质量为m、电荷量为+q,在加速器中被加速,加速电压为U.加速过程中不考虑相对论效应和重力作用.
(1)求粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比;
(2)求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间t;
(3)实际使用中,磁感应强度和加速电场频率都有最大值的限制.若某一加速器磁感应强度和加速电场频率的最大值分别为Bm、fm,试讨论粒子能获得的最大动能Ekm
魔方格

◎ 答案

(1)设粒子第1次经过狭缝后的半径为r1,速度为v1
qU=
1
2
mv12
qv1B=m
v21
r1

解得  r1=
1
B

2mU
q

同理,粒子第2次经过狭缝后的半径  r2=
1
B

4mU
q

则 r2r1=

2
:1

(2)设粒子到出口处被加速了n圈
2nqU=
1
2
mv2
qvB=m
v2
R
T=
2πm
qB
t=nT

解得  t=
πBR2
2U

(3)加速电场的频率应等于粒子在磁场中做圆周运动的频率,即f=
  • 最新内容
  • 相关内容
  • 网友推荐
  • 图文推荐
如图所示是某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置。当太阳光照射到小车上方的光电板时,光电板中产生的电流经电动机带动小车前进。若小车在平直的公路上以初速度V0开
如图所示是某中学科技小组制
如图所示,在倾角=30o的光滑固定斜面上,放有两个质量分别为1kg和2kg的可视为质点的小球A和B,两球之间用一根长L=0.2m的轻杆相连,小球B距水平面的高度h=0.1m。两球从静止
如图所示,在倾角=30o的光滑
如图所示,质量为m=0.1kg的小物块(可视为质点),用一根长为L=1m不可伸长的轻质细线悬挂在距水平桌面1m高的O点,OB为竖直线,在桌面上方B点固定一个小的薄刀片,可切割物块上
如图所示,质量为m=0.1kg的小
质量为1500kg的汽车在平直的公路上运动,v-t图象如图所示。由此不可求出的下列物理量是[]A.前25s内汽车的平均速度B.前l0s内汽车的加速度C.前l0s内汽车所受的阻力D.15~25s内合
质量为1500kg的汽车在平直的
质量为1500kg的汽车在平直的公路上运动,v-t图象如图所示。由此可求[]A.前25s内汽车的平均速度B.前10s内汽车的加速度C.前10s内汽车所受的阻力D.15~25s内台外力对汽车所做
质量为1500kg的汽车在平直的