如圖所示,在回旋加速器的D形盒Ⅰ的O點(diǎn)處有一離子源,該離子源產(chǎn)生的離子,經(jīng)兩個(gè)D形盒縫隙間的電場(chǎng)加速后,進(jìn)入D形盒Ⅱ,試求在D形盒Ⅱ中相鄰兩個(gè)圓形軌道的半徑之比.
在D形盒Ⅱ中相鄰兩個(gè)圓形軌道的半徑之
設(shè)離子的質(zhì)量為m,電荷量為q,兩D形盒間的加速電壓為U,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,則從離子源產(chǎn)生的離子經(jīng)電場(chǎng)加速一次進(jìn)入D形盒Ⅱ中的速率和軌道半徑分別為
。
第二次進(jìn)入D形盒Ⅱ時(shí),已經(jīng)過(guò)電場(chǎng)加速三次,在D形盒Ⅱ中的速率和軌道半徑分別為
第n次進(jìn)入D形盒Ⅱ時(shí),已經(jīng)過(guò)電場(chǎng)加速(2n-1)次,在D形盒Ⅱ中的速率和軌道半徑分別為

第(n+1)次進(jìn)入D形盒Ⅱ時(shí),已經(jīng)過(guò)電場(chǎng)加速(2n+1)次,在D形盒Ⅱ中的速率和軌道半徑分別為

任意兩個(gè)相鄰圓形軌道的半徑之比為

可見(jiàn),帶電粒子在回旋加速器的D形盒中運(yùn)動(dòng)時(shí),軌道是不等距分布的,且越靠近D形盒的邊緣,相鄰軌道的間距越小。
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,一對(duì)平行放置的金屬板M、N的中心各有一小孔P、Q、PQ連線垂直金屬板;N板右側(cè)的圓A內(nèi)分布有方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,圓半徑為r,且圓心O在PQ的延長(zhǎng)線上,F(xiàn)使置于P處的粒子源連續(xù)不斷地沿PQ方向放出質(zhì)量為m、電量為+q的帶電粒子(帶電粒子的重力和初速度忽略不計(jì),粒子間的相互作用力忽略不計(jì)),從某一時(shí)刻開(kāi)始,在板M、N間加上如圖乙所示的交變電壓,周期為T(mén),電壓大小為U。如果只有在每一個(gè)周期的0—T/4時(shí)間內(nèi)放出的帶電粒子才能從小孔Q中射出,求:
(1)在每一個(gè)周期內(nèi)哪段時(shí)間放出的帶電粒子到達(dá)Q孔的速度最大?
(2)該圓形磁場(chǎng)的哪些地方有帶電粒子射出,在圖中標(biāo)出有帶電粒子射出的區(qū)域。
 

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,半圓形光滑槽固定在地面上,勻強(qiáng)磁場(chǎng)與槽面垂直,將質(zhì)量為m的帶電小球自槽口A處由靜止釋放,小球到達(dá)槽最低點(diǎn)C處時(shí),恰好對(duì)槽無(wú)壓力.則小球在以后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)C的最大壓力為(   )
A.0B.2mgC.4mgD.6mg

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示是利用“霍爾元件”測(cè)量磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的示意圖.“霍爾元件”是由半導(dǎo)體材料制成的矩形薄片,它的四邊各有一條引線.把它放入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,使薄片平面與磁場(chǎng)方向垂直,A.B兩引線與直流電源相連,C.D兩引線與電壓表相連.已知該半導(dǎo)體材料中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n、每個(gè)自由電荷的電量為q,元件的A.B兩邊距離為A.C.D兩邊距離為B.厚度為d,通過(guò)電流表讀出元件中通過(guò)的電流為I、從電壓表讀出電壓為U.

(1)已知磁場(chǎng)方向向下,C.D兩引線哪邊的電勢(shì)較高?
(2)求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大。
 

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

一根通有電流的長(zhǎng)直導(dǎo)線豎直放置,另有一矩形導(dǎo)線框的電流平面放在豎直平面內(nèi),通有如圖所示得電流平面得距離為,邊長(zhǎng),且兩邊所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為(由產(chǎn)生)。求所受安培力的大小,并說(shuō)明方向。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖是電磁流量計(jì)的示意圖,在非磁性材料做成的圓管道外加一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,當(dāng)管中的導(dǎo)電液體流過(guò)此磁場(chǎng)區(qū)域時(shí),測(cè)出管壁上的ab兩點(diǎn)間的電動(dòng)勢(shì),就可以知道管中液體的流量Q——單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)液體的體積()。已知管的直徑為D,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,試推出Q與的關(guān)系表達(dá)式。
 

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,在一個(gè)水平膠木圓盤(pán)上有一個(gè)帶負(fù)電荷的金屬塊P隨圓盤(pán)一起繞過(guò)Ο點(diǎn)的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角速度為ω.若在豎直方向加一向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),仍然保持P隨圓盤(pán)一起轉(zhuǎn)動(dòng),圓盤(pán)依圖示方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角速度為ω′.則下面判斷正確的是( )
A.金屬塊受到的磁場(chǎng)力方向指向圓心O?  
B.金屬塊受到的磁場(chǎng)力方向背離圓心O?
C.ω<ω′?                 
D.ω>ω′?

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

關(guān)于磁感線,以下說(shuō)法正確的是( 。
A.磁感線是不閉合的
B.磁感線有可能相交
C.磁感線是客觀存在的
D.磁感線的疏密程度表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖,兩個(gè)通電圓形線圈,每個(gè)線圈中的電流在圓心處產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都是B,兩個(gè)圓的圓心重合,一個(gè)圓的一條直徑與另一個(gè)圓的一條直徑重合,并可以繞共同的直徑自由轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)兩線圈轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到平衡時(shí),圓心O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小是(不考慮線圈的重力)
A.0 B.BC.BD.2B

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