回旋加速器是用来加速带电粒子的装置,如图所示。它的核心部分是两个D形金属盒,两盒相距很近(缝隙的宽度远小于盒半径),分别和高频交流电源相连接,使带电粒子每通过缝隙时恰好在最大电压下被加速。两盒放在匀强磁场中,磁场方向垂直于盒面,带电粒子在磁场中做圆周运动,粒子通过两盒的缝隙时反复被加速,直到最大圆周半径时通过特殊装置被引出。若D形盒半径为R,所加磁场的磁感应强度为B.设两D形盒之间所加的交流电压的最大值为U,被加速的粒子为α粒子,其质量为m、电量为q。α粒子从D形盒中央开始被加速(初动能可以忽略),经若干次加速后,α粒子从D形盒边缘被引出。求:
(1)α粒子被加速后获得的最大动能Ek;
(2)α粒子在第n次加速后进入一个D形盒中的回旋半径与紧接着第n+1次加速后进入另一个D形盒后的回旋半径之比;
(3)α粒子在回旋加速器中运动的时间;
(4)若使用此回旋加速器加速氘核,要想使氘核获得与α粒子相同的动能,请你通过分析,提出一个简单可行的办法。
【考点】回旋加速器.
【答案】见试题解答内容
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:854引用:9难度:0.3
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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:166引用:2难度:0.8 -
2.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 -
3.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:70引用:2难度:0.8