回旋加速器的工作原理如图甲所示。D形盒的半径为R,匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向与盒面垂直。A处粒子源产生质量为m、电荷量为+q的带电粒子。加在两盒狭缝间的交变电压UMN随时间t的变化规律如图乙所示,电压的峰值为U,周期T=2πmBq。一束粒子在t=0~T2时间内均匀的飘入两盒间狭缝,初速度忽略不计。不计带电粒子所受重力和粒子间的相互作用。
(1)若忽略带电粒子通过两盒间狭缝的时间。求:
a.带电粒子经过1次加速后的速度大小v1;
b.带电粒子获得的最大动能Ekm。
(2)若带电粒子通过两盒间狭缝的时间不可忽略,且能够射出的粒子每次经过狭缝均做匀加速运动。现要求飘入狭缝的带电粒子中至少有99%可以射出,则狭缝的间距d最大应该为多少?
2
πm
B
q
T
2
【考点】回旋加速器.
【答案】(1)a.带电粒子经过1次加速后的速度大小为;
b.带电粒子获得的最大动能为;
(2)狭缝的间距d最大应该为。
2
q
U
m
b.带电粒子获得的最大动能为
q
2
B
2
R
2
2
m
(2)狭缝的间距d最大应该为
πm
U
100
q
B
2
R
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:250引用:1难度:0.5
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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.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:69引用:2难度:0.8
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