回旋加速器在核科學(xué)、核技術(shù)、核醫(yī)學(xué)等高新技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，有力地推動了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。
(1)當令醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備PET／CT堪稱“現(xiàn)代醫(yī)學(xué)高科技之冠”，它醫(yī)療診斷中，常利用能放射正電子的同位素碳11作示蹤原子。碳11是由小型回旋加速器輸出的高速質(zhì)子轟擊氮14獲得，同時還產(chǎn)牛另一粒子，試寫出核反應(yīng)方程。若碳11的半衰期為,經(jīng)剩余碳11的質(zhì)量占原來的百分之幾？（結(jié)果取兩位有效數(shù)字）
(2)回旋加速器的原理如圖．和是兩個1中空半經(jīng)為R的半圓金屬盒，它們接在電壓一定、頻率為的交流電源上，位于圓心處的質(zhì)子源A能不斷產(chǎn)生質(zhì)子(初速度可以忽略，重力不計)．它們在兩盒之間被電場加速，、置于與盒面垂直的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中。若質(zhì)子束從回旋加速器輸出時的平均功率為P．求輸出時質(zhì)子束的等效電流I與P、B、R、的關(guān)系式(忽略質(zhì)子在電場中的運動時間，其最大速度遠小于光速)。
（3）推理說明：質(zhì)子在回旋加速器中運動時，隨軌道半徑的增大，同一盒中相鄰軌道的半徑之差是增大、減小還是不變？
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

某一回旋加速器，兩半圓形金屬盒的半徑為R，它們之間的電壓為U，所處的磁場的感應(yīng)強度為B，帶電粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，則帶電粒子所能獲得的最大動能為__________

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示是用電子射線管演示帶電粒子在磁場中受洛侖茲力的實驗裝置圖，圖中虛線是帶電粒子的運動軌跡，那么下列關(guān)于此裝置的說法正確的是：
A．A端接的是高壓直流電源的正極 B．A端接的是高壓直流電源的負極
C．C端是蹄形磁鐵的N極 D．C端是蹄形磁鐵的S極

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

 一個質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子，從容器A下方的小孔S1飄入電勢差為U的加速電場，其初速度幾乎為0，然后經(jīng)過S3沿著與磁場垂直的方向進入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，最后打到照相底片D上

（1）求粒子進入磁場時的速率。
（2）求粒子照相底片D點到S3的距離

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

環(huán)型對撞機是研究高能粒子的重要裝置，其核心部件是一個高真空的圓環(huán)狀空腔。若帶電粒子初速度為零，經(jīng)電壓為U的電場加速后，沿圓環(huán)切線方向注入對撞機的環(huán)狀空腔內(nèi)，腔內(nèi)存在著與圓環(huán)平面垂直的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B。帶電粒子將被局限在圓環(huán)狀腔內(nèi)運動。要維持帶電粒子在圓環(huán)內(nèi)做半徑確定的圓周運動，下列說法正確的是
A．對于給定的加速電壓，帶電粒子的比荷q/m越大，磁感應(yīng)強度B越大
B．對于給定的加速電壓，帶電粒子的比荷q/m越大，磁感應(yīng)強度B越小
C．對于給定的帶電粒子，不管加速電壓U多大，粒子運動的周期都不變
D．對于給定的帶電粒子，加速電壓U越大，粒子運動的周期越小

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（8分）如圖所示，回旋加速器的半徑為R，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，高頻電場的電壓為U，S0為粒子源，S’為引出口．若被加速的粒子質(zhì)量為m,電荷量為q，設(shè)帶電粒子質(zhì)量不變，且不考慮粒子從粒子源射出時的能量．問：
（1）外加電場的變化周期為多少？
（2）粒子從加速器中射出時的能量為多少？
（3）粒子以加速器中被加速的時間共為多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

用回旋加速器加速質(zhì)子，為了使質(zhì)子獲得的動能增大為原來的4倍，可以（   ）
A．將D型金屬盒的半徑增大為原來的2倍
B．將磁場的磁感應(yīng)強度增大為原來的4倍
C．將加速電場的電壓增大為原來的4倍
D．將加速電場的頻率增大為原來的4倍

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖甲所示，兩平行金屬板間存在相互垂直的電場和磁場，兩金屬板間的電壓為U，板間距離為d，兩板間的磁場在3t0內(nèi)的變化規(guī)律如圖乙所示. 左側(cè)的粒子源沿中心線OO’以v0的速度不斷發(fā)射質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子（不計重力）. 已知t=0時刻進入兩板間的帶電粒子，恰好沿中心線運動，并在t0時刻從O’點穿出兩板.

（1）求磁感應(yīng)強度B0的方向和大小；
（2）若t0時刻進入兩板間的粒子也能從板間飛出，求飛出時偏離O’點的距離.

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（18分）如圖所示，圓心為原點、半徑為R的圓將xOy平面分為兩個區(qū)域，即圓內(nèi)區(qū)域Ⅰ和圓外區(qū)域Ⅱ。區(qū)域Ⅰ內(nèi)有方向垂直于xOy平面的勻強磁場B1。平行于x軸的熒光屏垂直于xOy平面，放置在坐標y＝-2．2R的位置。一束質(zhì)量為m、電荷量為q、動能為E0的帶正電粒子從坐標為（-R，0）的A點沿x正方向射入?yún)^(qū)域Ⅰ，當區(qū)域Ⅱ內(nèi)無磁場時，粒子全部打在熒光屏上坐標為（0，-2．2R）的M點，且此時，若將熒光屏沿y軸負方向平移，粒子打在熒光屏上的位置不變。若在區(qū)域Ⅱ內(nèi)加上方向垂直于xOy平面的勻強磁場B2，上述粒子仍從A點沿x軸正方向射入?yún)^(qū)域Ⅰ，則粒子全部打在熒光屏上坐標為（0.4R，-2．2R）的 N點。求：

（1）打在M點和N點的粒子運動速度v1、v2的大小。
（2）在區(qū)域Ⅰ和Ⅱ中磁感應(yīng)強度B1、B2的大小和方向。
（3）若將區(qū)域Ⅱ中的磁場撤去，換成平行于x軸的勻強電場，仍從A點沿x軸正方向射入?yún)^(qū)域Ⅰ的粒子恰好也打在熒光屏上的N點，則電場的場強為多大？

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