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菁優(yōu)網(wǎng)1932年，勞倫斯和利文斯設(shè)計出了回旋加速器．回旋加速器的工作原理如圖所示，置于真空中的兩個D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時間可以忽略不計．磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場與盒面垂直．設(shè)兩D形盒之間所加的交流電壓為U，被加速的粒子質(zhì)量為m、電量為q,粒子從D形盒一側(cè)開始被加速（初動能可以忽略），經(jīng)若干次加速后粒子從D形盒邊緣射出．求：
（1）粒子從靜止開始第1次經(jīng)過兩D形盒間狹縫加速后的速度大?。?br />（2）粒子第一次進入D型盒磁場中做圓周運動的軌道半徑；
（3）粒子至少經(jīng)過多少次加速才能從回旋加速器D形盒射出．

【考點】回旋加速器．
【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：2024/4/20 14:35:0組卷：248引用：8難度：0.5
相似題

  • 1．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
    =
    3
    D
    2
    U
    m
    q
    ，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。
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    發(fā)布：2024/9/21 2:0:8組卷：33引用：2難度：0.3

  • 菁優(yōu)網(wǎng)2．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（　?。?/h2>

    發(fā)布：2024/10/26 3:30:1組卷：134引用：3難度：0.6

  • 3．小明受到回旋加速器的啟發(fā)，設(shè)計了如圖1所示的“回旋加速裝置”。兩相距為d的平行金屬柵極板M、N，板M位于x軸上，板N在它的正下方。兩板間加上如圖2所示的幅值為U0的交變電壓，周期
    T
    0
    =
    2
    πm
    q
    B
    。板M上方和板N的下方有磁感應(yīng)強度大小均為B、方向相反的勻強磁場，粒子探測器位于y軸處，僅能探測到垂直射入的帶電粒子。有一沿x軸可以移動、粒子出射初動能可調(diào)節(jié)的粒子發(fā)射源，沿y軸正方向射出質(zhì)量為m、電荷量為q（q＞0）的粒子。t=0時刻，發(fā)射源在（x,0）位置發(fā)射一帶電粒子。忽略粒子的重力和其它阻力，粒子在電場中運動的時間不計。
    （1）若粒子只經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)并在y=y0處被探測到，求發(fā)射源的位置和粒子的初動能；
    （2）若粒子兩次進出電場區(qū)域后被探測到，試分別討論當(dāng)粒子初動能Ek0如為以下兩種情況時①Ek0＞2qU0，②qU0＜Ek0＜2qU0，粒子發(fā)射源的位置x與被探測到的位置y之間的關(guān)系，并畫出粒子的運動軌跡示意圖。（注意：Ek0不是已知量，結(jié)果用x、y、B、q、m、U0來表示）
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    發(fā)布：2024/9/24 6:0:8組卷：37引用：2難度：0.5
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