加速器在核物理和粒子物理研究中發(fā)揮著巨大作用,回旋加速器是其中的一種,如圖1所示為回旋加速器的工作原理示意圖,它由兩個(gè)鋁制“D”形金屬盒組成,兩個(gè)“D”正中間有一條狹縫,兩個(gè)“D”形盒處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中并接在高頻交變電源上,在D1盒中心A處有粒子源,它發(fā)出的粒子(初速度可視為零)經(jīng)狹縫電場(chǎng)加速后,進(jìn)入D2盒中,已知磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,高頻交變電源的電壓為U,兩個(gè)“D”形盒的半徑為R,粒子質(zhì)量為m,電荷量為+q。。忽略狹縫寬度和粒子在縫隙間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間、不考慮相對(duì)論效應(yīng)和重力作用。求:
(1)粒子離開加速器時(shí)獲得的最大動(dòng)能Ekm;
(2)粒子在回旋加速器中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;
(3)某同學(xué)在分析帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí),畫出了如圖2所示的軌跡圖,他認(rèn)為兩個(gè)D形盒中粒子加速前后相鄰軌跡間距Δd是相等的.請(qǐng)通過計(jì)算分析該軌跡是否合理?若不合理,請(qǐng)描述合理的軌跡其間距會(huì)有怎樣的變化趨勢(shì)。
【考點(diǎn)】回旋加速器;帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng).
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/8/22 0:0:1組卷:42引用:2難度:0.5
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1.回旋加速器的工作原理如圖所示。D1和D2是兩個(gè)中空的半圓金屬盒,處于與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,它們之間有一定的電勢(shì)差U。A處的粒子源產(chǎn)生的帶電粒子在加速器中被加速。下列說法正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/29 21:30:1組卷:163引用:2難度:0.8 -
2.如圖所示,回旋加速器D形盒的半徑為R,所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,用來加速質(zhì)量為m、電荷量為q的質(zhì)子,質(zhì)子從下半盒的質(zhì)子源由靜止出發(fā),加速到最大能量E后由A孔射出,則下列說法正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/17 19:30:2組卷:35引用:2難度:0.5 -
3.回旋加速器的構(gòu)造如圖所示,D1、D2是半圓形金屬盒,D形盒的縫隙處接交流電源,D形盒處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。工作時(shí)交流電的周期和粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期(選填“相等”或“不相等”),粒子經(jīng)電場(chǎng)加速,經(jīng)磁場(chǎng)回旋,獲得的最大動(dòng)能由和D形盒的決定,與加速電壓無關(guān)。
發(fā)布:2024/12/29 14:0:1組卷:66引用:2難度:0.8
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