串列加速器是用来产生高能离子的装置．图中虚线框内为其主体的原理示意图，其中加速管的中部b处有很高的正电势U，a、c两端均有电极接地（电势为零）．现将速度很低的负一价碳离子-00教育-零零教育信息网

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串列加速器是用来产生高能离子的装置．图中虚线框内为其主体的原理示意图，其中加速管的中部b处有很高的正电势U，a、c两端均有电极接地（电势为零）．现将速度很低的负一价碳离子

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 带电粒子在匀强磁场中的运动/2023-04-06 / 加入收藏 / 55 阅读 [打印]

◎ 题目

串列加速器是用来产生高能离子的装置．图中虚线框内为其主体的原理示意图，其中加速管的中部b处有很高的正电势U，a、c两端均有电极接地（电势为零）．现将速度很低的负一价碳离子从a端输入，当离子到达b处时，可被设在b处的特殊装置将其电子剥离，成为n价正离子，而不改变其速度大小．这些正n价碳离子从c端飞出后进入一与其速度方向垂直的、磁感应强度为B的匀强磁场中，在磁场中做半径为R的圆周运动．已知碳离子的质量为m=2.0×10^-26kg，U=7.5×10⁵V，B=0.50T，n=2，基元电荷e=1.6×10^-19C，求R．

◎ 答案

设碳离子到达b处时的速度为v₁，从c端射出时的速度为v₂，由能量关系得：

mv₁²=eU ①

mv₂²=

mv₁²+neU ②
进入磁场后，碳离子做圆周运动，洛伦兹力提供向心力
nevB=m

解得
R=

mv2

Bne

③
由①②③解得
R=

2mU(n+1)

=0.75m
即粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为0.75m．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

专家分析，试题“串列加速器是用来产生高能离子的装置．图中虚线框内为其主体的原理示意图，其中加速管的中部b处有很高的正电势U，a、c两端均有电极接地（电势为零）．现将速度很低的负一价碳离子…”主要考查了你对【功能关系】，【带电粒子在匀强磁场中的运动】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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