（14分）1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，巧妙地利用带电粒子在磁场中的运动特点，解决了粒子的加速问题。现在回旋加速器被广泛应用于科学研究和医学设备中。某型号
◎ 题目
（14分）1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，巧妙地利用带电粒子在磁场中的运动特点，解决了粒子的加速问题。现在回旋加速器被广泛应用于科学研究和医学设备中。某型号的回旋加速器的工作原理如图（甲）所示，图（乙）为俯视图。回旋加速器的核心部分为两个D形盒，分别为D1、D2。D形盒装在真空容器里，整个装置放在巨大的电磁铁两极之间的强大磁场中，磁场可以认为是匀强磁场，且与D形盒底面垂直。两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。D形盒的半径为R，磁场的磁感应强度为B。设质子从粒子源A处进入加速电场的初速度不计。质子质量为m、电荷量为+q。加速器接入一定频率的高频交变电源，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）求质子第1次经过狭缝被加速后进人D2盒时的速度大小v1； （2）求质子第1次经过狭缝被加速后进人D2盒后运动的轨道半径r1； （3）求质子从静止开始加速到出口处所需的时间t。 |
◎ 答案
（1）  （2） （3） |
◎ 解析
试题分析：（1）根据动能定理可得：  （2分）解得 （1分）（2）运动过程中洛伦兹力充当向心力，所以  （3分）解得 （1分）（3）设质子从静止开始加速到出口处被加速了n圈，质子在出口处的速度为v 根据动能定理可得：  （2分）又知道  ， 解得  （3分）因为  （1分）得： （1分） |
◎ 知识点
专家分析，试题“（14分）1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，巧妙地利用带电粒子在磁场中的运动特点，解决了粒子的加速问题。现在回旋加速器被广泛应用于科学研究和医学设备中。某型号…”主要考查了你对 【质谱仪】，【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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