某种回旋加速器的设计方案如图甲所示,图中粗黑线段为两个正对的极板,两个极板的板面中部各有一极窄狭缝(沿OP方向的狭长区域,),带电粒子可通过狭缝穿越极板(见图乙)极板A、B之间加如图丙所示的电压,极板间无磁场,仅有的电场可视为匀强电场:两细虚线间(除两极板之间的区域)既无电场也无磁场:其它部分存在垂直纸面向外的匀强磁场。在离子源S中产生的质量为m、带电量为q的正离子,飘入电场,由电场加速后,经狭缝中的O点进入磁场区域,O点到极板右端的距离为0.99D,到出射孔P的距离为5D,已知磁感应强度大小可调,离子从离子源上方的O点射入磁场区域,最终只能从出射孔P射出。假设离子打到器壁即被吸收,离子可以无阻碍的通过离子源装置。忽略相对论效应,不计离子重力,0.992≈1.求:

(1)磁感应强度B的最小值;
(2)若磁感应强度B=6D2mUq则离子从P点射出时的动能和离子在磁场中运动的时间;
(3)若磁感应强度B=6D2mUq如果从离子源S飘出的离子电量不变,质量变为原来的K倍(K大于1的整数),为了使离子仍从P点射出,则K可能取哪些值。
6
D
2
m
U
q
6
D
2
m
U
q
【考点】回旋加速器;带电粒子在匀强磁场中的圆周运动.
【答案】见试题解答内容
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:57引用:2难度:0.4
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1.回旋加速器的工作原理如图所示。D1和D2是两个中空的半圆金属盒,处于与盒面垂直的匀强磁场中,它们之间有一定的电势差U。A处的粒子源产生的带电粒子在加速器中被加速。下列说法正确的是( )
发布:2024/12/29 21:30:1组卷:165引用:2难度:0.8 -
2.回旋加速器的构造如图所示,D1、D2是半圆形金属盒,D形盒的缝隙处接交流电源,D形盒处于匀强磁场中。工作时交流电的周期和粒子做圆周运动的周期(选填“相等”或“不相等”),粒子经电场加速,经磁场回旋,获得的最大动能由和D形盒的决定,与加速电压无关。
发布:2024/12/29 14:0:1组卷:69引用:2难度:0.8 -
3.如图所示,回旋加速器D形盒的半径为R,所加磁场的磁感应强度为B,用来加速质量为m、电荷量为q的质子,质子从下半盒的质子源由静止出发,加速到最大能量E后由A孔射出,则下列说法正确的是( )
发布:2024/12/17 19:30:2组卷:36引用:2难度:0.5