粒子加速器可以用人工方法使帶電粒子獲得很大速度和能量。如圖是回旋加速器的結(jié)構(gòu)示意圖,D1和D2是兩個(gè)中空的半徑為R的半圓型金屬盒,兩盒之間留有窄縫,它們之間接一定頻率的交流電。兩個(gè)金屬盒處于與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。D1盒的中央A處的粒子源可以產(chǎn)生質(zhì)量為m、電荷量為+e的質(zhì)子(11H)。質(zhì)子在兩盒之間被電場(chǎng)加速,之后進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過若干次加速后,將質(zhì)子從金屬盒邊緣引出。設(shè)該粒子在交變電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)電壓大小始終為U,不考慮粒子離開A處時(shí)的速度、粒子重力、粒子間的相互作用及相對(duì)論效應(yīng)。
(1)求質(zhì)子被引出時(shí)的動(dòng)能Ek;
(2)求質(zhì)子被電場(chǎng)加速的次數(shù)n,以及交流電的頻率f;
(3)若用該加速器加速α粒子(42He,質(zhì)量為4m,電荷量為+2e),并且獲得和質(zhì)子相同的動(dòng)能,則該加速器需要調(diào)整哪些參數(shù),并分析說明該如何調(diào)整。
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【考點(diǎn)】回旋加速器.
【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:276引用:1難度:0.6
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1.回旋加速器的工作原理如圖所示。D1和D2是兩個(gè)中空的半圓金屬盒,處于與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,它們之間有一定的電勢(shì)差U。A處的粒子源產(chǎn)生的帶電粒子在加速器中被加速。下列說法正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/29 21:30:1組卷:163引用:2難度:0.8 -
2.回旋加速器的構(gòu)造如圖所示,D1、D2是半圓形金屬盒,D形盒的縫隙處接交流電源,D形盒處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。工作時(shí)交流電的周期和粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期(選填“相等”或“不相等”),粒子經(jīng)電場(chǎng)加速,經(jīng)磁場(chǎng)回旋,獲得的最大動(dòng)能由和D形盒的決定,與加速電壓無關(guān)。
發(fā)布:2024/12/29 14:0:1組卷:66引用:2難度:0.8 -
3.如圖所示,回旋加速器D形盒的半徑為R,所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,用來加速質(zhì)量為m、電荷量為q的質(zhì)子,質(zhì)子從下半盒的質(zhì)子源由靜止出發(fā),加速到最大能量E后由A孔射出,則下列說法正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/17 19:30:2組卷:35引用:2難度:0.5
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