回旋加速器是高能物理研究重要儀器，回旋加速器由兩半徑為R的D形金屬盒組成，盒內(nèi)存在垂直盒面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，感應(yīng)強(qiáng)度為B₀．兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過(guò)的時(shí)間可以忽略不計(jì)．兩盒間加上如圖乙所示的交變電壓，幅值恒為U₀，周期為T₀=
2
πm
B
0
q
在t=0時(shí)刻，A處質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子從靜止開始加速，不計(jì)粒子間相互作用和重力．
（1）求粒子從靜止開始加速到出口處所需的時(shí)間；
（2）以發(fā)射點(diǎn)A為坐標(biāo)原點(diǎn)，向左為正方向建立x軸．如圖所示第n次加速后進(jìn)入磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的圓心在x軸上的位置應(yīng)如何表示？
（3）若磁感應(yīng)強(qiáng)度的取值有微小波動(dòng)，其值為B′時(shí)．若粒子仍至少要連續(xù)加速n次，則B′應(yīng)滿足什么條件？

【答案】見試題解答內(nèi)容

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：104引用：2難度：0.4

相似題

1．1930年勞倫斯制成了世界上第一臺(tái)回旋加速器，憑借此項(xiàng)成果，他于1939年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，其原理如圖所示，置于真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過(guò)的時(shí)間可忽略；磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與盒面垂直，高頻交流電頻率為f,加速電壓為U。若A處粒子源產(chǎn)生質(zhì)子的質(zhì)量為m、電荷量為+q,在加速過(guò)程中不考慮相對(duì)論效應(yīng)和重力的影響。則下列說(shuō)法正確的是（　　）

A．帶電粒子由加速器的邊緣進(jìn)入加速器

B．被加速的帶電粒子在回旋加速器中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期隨半徑的增大而增大

C．質(zhì)子離開回旋加速器時(shí)的最大動(dòng)能與D形盒半徑成正比

D．該加速器加速質(zhì)量為4m、電荷量為2q的α粒子時(shí)，交流電頻率應(yīng)變?yōu)?div id="zvedwky" class="MathJye" mathtag="math">

發(fā)布：2024/11/5 13:0:1組卷：131引用：3難度：0.8

A．氘核離開加速器時(shí)具有的能量小于氚核的

B．質(zhì)子、氘核、氚核在電場(chǎng)中的加速時(shí)間不同

C．質(zhì)子、氘核、氚核出加速器時(shí)的德布羅意波波長(zhǎng)之比為1：2：3

D．質(zhì)子、氘核、氚核的加速次數(shù)之比為6：3：2

發(fā)布：2024/11/8 7:30:1組卷：50引用：1難度：0.4

A．T_B=T_E

B．改變加速電場(chǎng)電壓，粒子最終獲得的動(dòng)能增大

C．加速電場(chǎng)的電壓有增大，粒子在電場(chǎng)中加速的次數(shù)將減少

D．給比荷不同的其他粒子加速，勻強(qiáng)磁場(chǎng)B和加速電壓不變的情況下粒子獲得的最大動(dòng)能不變

發(fā)布：2024/11/4 4:0:1組卷：19引用：1難度：0.4

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