如圖15-6-4所示為回旋加速器的示意圖，已知D形盒的半徑為R，中心上半面出口處O放有質(zhì)量為m、帶電荷量為q的正離子源.若磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，求：

圖15-6-4

（1）加在D形盒間的高頻電源的頻率；

（2）離子加速后的最大能量.

（1）  （2）


解析:

（1）帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期：T=.

由于兩D形盒之間窄縫的距離很小，可以忽略粒子穿過(guò)電場(chǎng)所用時(shí)間，因此要使帶電粒子不斷被加速，高頻電源的周期應(yīng)等于粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期，故高頻電源的頻率應(yīng)�。篺=.

（2）離子加速后，從D形盒引出時(shí)的能量達(dá)到最大時(shí)，粒子做最后一圈圓周運(yùn)動(dòng)的半徑就等于D形盒的半徑R，故R=.粒子的最大動(dòng)能為Ek=.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖15-6-4所示,相距為d的狹縫P、Q間存在著電場(chǎng)強(qiáng)度為E、方向按一定規(guī)律變化的勻強(qiáng)電場(chǎng)(電場(chǎng)方向始終與P、Q平面垂直).狹縫兩側(cè)均有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū),其區(qū)域足夠大.某時(shí)刻從P平面處由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電的粒子(不計(jì)重力),粒子被加速后由A點(diǎn)進(jìn)入Q平面右側(cè)磁場(chǎng)區(qū),以半徑r1做圓周運(yùn)動(dòng),并由A1點(diǎn)自右向左射出Q平面.此時(shí)電場(chǎng)恰好反向,使粒子再次被加速而進(jìn)入P平面左側(cè)磁場(chǎng)區(qū),做圓周運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)半個(gè)圓周后射出P平面進(jìn)入P、Q狹縫,電場(chǎng)方向又反向,粒子又被加速……以后粒子每次到達(dá)P、Q狹縫間,電場(chǎng)都恰好反向,使得粒子每次通過(guò)P、Q間都被加速.設(shè)粒子自右向左穿過(guò)Q平面的位置分別是A1、A2……An.

圖15-6-4

(1)求粒子第一次在Q平面右側(cè)磁場(chǎng)區(qū)做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r1;

(2)設(shè)An與An+1間的距離小于,求n的值.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖15-6-7所示是一種獲得高能粒子的裝置，環(huán)行區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外、大小可調(diào)節(jié)的均勻磁場(chǎng).質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子在環(huán)中做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng).A、B為兩塊中心開(kāi)有小孔的極板，原來(lái)電勢(shì)都為零.每當(dāng)粒子飛經(jīng)A板時(shí)，A板電勢(shì)升高為+U，B板電勢(shì)仍保持為零，粒子在兩極板間電場(chǎng)中得到加速，每當(dāng)粒子經(jīng)過(guò)B板時(shí)，A板電勢(shì)又降為零.粒子在電場(chǎng)一次次加速下動(dòng)能不斷增大，而繞行半徑不變.

圖15-6-7

(1)設(shè)t=0時(shí)，粒子靜止在A板小孔處，在電場(chǎng)作用下加速，并繞行一圈，求粒子繞行n圈回到A板時(shí)獲得的總動(dòng)能En;

(2)為使粒子始終保持在半徑為R的圓軌道上運(yùn)動(dòng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度必須周期性遞增，求粒子繞行第n圈時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度Bn;

(3)求粒子繞行n圈所需的總時(shí)間tn(設(shè)極板間距遠(yuǎn)小于R);

(4)在粒子繞行過(guò)程中，A板電勢(shì)是否始終保持為+U，為什么？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖15-6-4所示為回旋加速器的示意圖，已知D形盒的半徑為R，中心上半面出口處O放有質(zhì)量為m、帶電荷量為q的正離子源.若磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，求：

圖15-6-4

（1）加在D形盒間的高頻電源的頻率；

（2）離子加速后的最大能量.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

在如圖15-6-9所示的空間區(qū)域里，y軸左方有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)方向跟y軸負(fù)方向成30°角，大小為E= 4.0×105N/C，y軸右方有一垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，有一質(zhì)子以速度v0= 2.0×106m/S?由x軸上A點(diǎn)（OA=10cm）第一次沿軸正方向射入磁場(chǎng)，第二次沿x軸負(fù)方向射入磁場(chǎng)，回旋后都垂直射入電場(chǎng)，最后又進(jìn)入磁場(chǎng)，已知質(zhì)子質(zhì)量m為1.6×10 -27kg.求：

（1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；

（2）質(zhì)子兩次在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比；

（3）質(zhì)子兩次在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間各為多少.

          

圖15-6-9　　　　          圖15-6-10

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