如俯視圖a所示,為改進后的回旋加速器的原理圖,圖中粗黑線段為兩個正對的極板,其間存在勻強電場,兩極板間電勢差為U。兩個極板的板面中部各有一寬度為d的狹縫(沿OP方向的狹長區(qū)域),帶電粒子可通過狹縫穿越極板(見圖b);兩細虛線間(除開兩極板之間的區(qū)域)既無電場也無磁場;其它部分存在勻強磁場,磁感應(yīng)強度方向垂直于紙面。在離子源S中產(chǎn)生的質(zhì)量為m、帶電量為q(q>0)的離子,由靜止開始被電場加速,經(jīng)狹縫中的O點進入磁場區(qū)域,O點到極板右端的距離為D,到出射孔P的距離為bD(常數(shù)b為大于2的自然數(shù))。已知磁感應(yīng)強度大小在零到最大值之間可調(diào),離子從離子源上方的O點射入磁場區(qū)域,最終只能從出射孔P射出。假設(shè)如果離子打到器壁或離子源外壁則即被吸收,且忽略極板的邊緣效應(yīng)和相對論效應(yīng)。求:
(1)磁感應(yīng)強度的方向,并求出可能的磁感應(yīng)強度B的最小值;
(2)若磁感應(yīng)強度B=3D2Umq,b=28,則出射離子的能量最大值;
(3)在(2)的條件下,離子從靜止出發(fā)到從P射出歷經(jīng)的時間。
B
=
3
D
2
U
m
q
【考點】回旋加速器;帶電粒子在勻強磁場中的圓周運動.
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/9/21 2:0:8組卷:33引用:2難度:0.3
相似題
-
1.如圖所示為回旋加速器的示意圖。兩個靠得很近的D形金屬盒處在與盒面垂直的勻強磁場中,一質(zhì)子從加速器的A處開始加速。已知D型盒的半徑為R,磁場的磁感應(yīng)強度為B,兩盒間的高頻交變電源的電壓為U、頻率為f,質(zhì)子質(zhì)量為m,電荷量為q。下列說法錯誤的是( )
發(fā)布:2024/10/26 3:30:1組卷:135引用:3難度:0.6 -
2.如圖所示,圖甲為磁流體發(fā)電機、圖乙為質(zhì)譜儀、圖丙為速度選擇器(電場強度為E、磁感應(yīng)強度為B)、圖丁為回旋加速器的原理示意圖,忽略粒子在圖丁的D形盒狹縫中的加速時間,不計粒子重力,下列說法正確的是( ?。?br />
發(fā)布:2024/10/27 15:0:2組卷:16引用:1難度:0.7 -
3.圖甲示意我國建造的第一臺回旋加速器,該加速器存放于中國原子能科學(xué)研究院,其工作原理如圖乙所示,下列說法正確的是( )
發(fā)布:2024/10/29 6:30:1組卷:246引用:4難度:0.6
把好題分享給你的好友吧~~