下列各物理量中能反映物质特性的是[]A、温度B、内能C、热量D、比热容
◎ 题目
| 在高能物理研究中，粒子加速器起着重要作用，而早期的加速器只能使带电粒子在高压电场中加速一次，因而粒子所能达到的能量受到高压技术的限制。1930年，Earnest O. Lawrence提出了回旋加速器的理论，他设想用磁场使带电粒子沿圆弧形轨道旋转，多次反复地通过高频加速电场，直至达到高能量。图甲为Earnest O. Lawrence设计的回旋加速器的示意图。它由两个铝制D型金属扁盒组成，两个D形盒正中间开有一条狭缝；两个D型盒处在匀强磁场中并接有高频交变电压。图乙为俯视图，在D型盒上半面中心S处有一正离子源，它发出的正离子，经狭缝电压加速后，进入D型盒中。在磁场力的作用下运动半周，再经狭缝电压加速；为保证粒子每次经过狭缝都被加速，应设法使交变电压的周期与粒子在狭缝及磁场中运动的周期一致。如此周而复始，最后到达D型盒的边缘，获得最大速度后被束流提取装置提取出。已知正离子的电荷量为q，质量为m，加速时电极间电压大小恒为U，磁场的磁感应强度为B，D型盒的半径为R，狭缝之间的距离为d。设正离子从离子源出发时的初速度为零。 （1）试计算上述正离子从离子源出发被第一次加速后进入下半盒中运动的轨道半径； （2）尽管粒子在狭缝中每次加速的时间很短但也不可忽略。试计算上述正离子在某次加速过程当中从离开离子源到被第n次加速结束时所经历的时间； （3）不考虑相对论效应，试分析要提高某一离子被半径为R的回旋加速器加速后的最大动能可采用的措施。 |
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◎ 答案
解：（1）设正离子经过窄缝被第一次加速加速后的速度为v1，由动能定理得 正离子在磁场中做匀速圆周运动，半径为r1，由牛顿第二定律得  由以上两式解得  （2）设正离子经过窄缝被第n次加速加速后的速度为vn，由动能定理得  粒子在狭缝中经n次加速的总时间  由牛顿第二定律  由以上三式解得电场对粒子加速的时间  正离子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律  又  粒子在磁场中做圆周运动的时间  由以上三式解得  所以，粒子从离开离子源到被第n次加速结束时所经历的时间   + （3）设离子从D盒边缘离开时做圆周运动的轨迹半径为rm，速度为vm   离子获得的最大动能为  所以，要提高某一离子被半径为R的回旋加速器加速后的最大动能可以增大加速器中的磁感应强度B |
◎ 解析
“略”◎ 知识点
专家分析，试题“下列各物理量中能反映物质特性的是[]A、温度B、内能C、热量D、比热容…”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。- 最新内容
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![关于回旋加速器的说法正确的是[]A．回旋加速器是用电场加速的B．回旋加速器是通过多次电场加速使带电粒子获得高能量的C．回旋加速器是利用磁场对运动电荷的作用使带电粒子加速的](http://www.00-edu.com/d/file/2023-04-06/6ff749048d9f928e9172e09a98ec831d.png)
上一篇：1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个铜质D形合D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法不正确的是[]A．离子由加速器的中心附近进入加速
下一篇：回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形
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