在某回旋加速器中,磁场的磁感应强度为B,粒子源射出的粒子质量为m,电荷量为q,粒子的最大回旋半径为Rm,问:(1)D形盒内有无电场?(2)粒子在盒内做何种运动?(3)所加交变电场的

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 回旋加速器/2023-04-06 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

在某回旋加速器中,磁场的磁感应强度为B,粒子源射出的粒子质量为m,电荷量为q,粒子的最大回旋半径为Rm,问:
(1)D形盒内有无电场?
(2)粒子在盒内做何种运动?
(3)所加交变电场的周期是多大?
(4)粒子离开加速器时能量是多大?
(5)设两D形盒间电场的电势差为U,盒间距离为d,其间电场均匀,求把静止粒子加速到上述能量所需的时间。

◎ 答案

解:(1)D形盒由金属导体制成,具有屏蔽外电场的作用,盒内无电场
(2)带电粒子在盒内做匀速圆周运动,每次加速后轨道半径增大
(3)交变电场的周期应与粒子旋转的周期相同,即
(4)粒子离开加速器时达到最大速度vm,由,可得vm=
则其动能为
(5)设粒子达到最大动能须经n次加速,则粒子在回旋加速器中运动的时间t应为在D形盒内的回旋时间t1与通过D形盒间的缝隙的加速时间t2之和,即t=t1+t2
由nqU=Ekm,得n
则粒子旋转的周期数为粒子在两D形盒缝隙中加速时,受到的电场力为,运动的加速度,质子n次通过缝隙的总位移为s=nd,由于质子n次加速的过程可视为初速度为零的匀加速直线运动,故有(注意等效的思想方法)

所以

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“在某回旋加速器中,磁场的磁感应强度为B,粒子源射出的粒子质量为m,电荷量为q,粒子的最大回旋半径为Rm,问:(1)D形盒内有无电场?(2)粒子在盒内做何种运动?(3)所加交变电场的…”主要考查了你对  【回旋加速器】  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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