回旋加速器是用來(lái)加速一群帶電粒子使它獲得很大動(dòng)能的儀器，其核心部分是兩個(gè)D形金屬扁盒，兩盒分別和一高頻交流電源兩極相接，以便在盒間的窄縫中形成一勻強(qiáng)電場(chǎng)，高頻交流電源的周期與帶電粒子在D形盒中的運(yùn)動(dòng)周期相同，使粒子每穿過窄縫都得到加速(盡管粒子的速率和半徑一次比一次增大，運(yùn)動(dòng)周期卻始終不變)．兩盒放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于盒底面，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，離子源置于D形金的中心附近，若離子源射出粒子的電最為q，質(zhì)量為m，最大回轉(zhuǎn)半徑為R，其運(yùn)動(dòng)軌道如圖所示，試求：

①兩盒所加交流電的頻率為多大？

②粒子離開回旋加速器時(shí)的動(dòng)能為多大？

③設(shè)兩D形盒間電場(chǎng)的電勢(shì)差為U，盒間窄縫的距離為d，其電場(chǎng)均勻，粒子在電場(chǎng)中加速所用的時(shí)間t電為多少？粒子在整個(gè)回旋加速器中加速所用的時(shí)間t總為多少？

答案：
解析：

　�、佟逿＝∴f＝＝

　　②∵R＝∴mv＝qBR又∵P＝

　　∴EK＝＝＝

　�、垭x子旋轉(zhuǎn)一周加速兩次增加的能量為2qU，提高到EK，所旋轉(zhuǎn)的周數(shù)n＝＝在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t磁＝nT＝·＝粒子在兩盒間加速的時(shí)間設(shè)為t電2nd＝··∴t電＝＝＝則t總＝t磁＋t電＝≈


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，回旋加速器是用來(lái)加速帶電粒子使它獲得很大動(dòng)能的裝置．其核心部分是兩個(gè)“D”型金屬盒，置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩盒分別與高頻交流電源相連．則帶電粒子獲得的最大動(dòng)能與下列哪些因素有關(guān)（　�。�

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

回旋加速器是用來(lái)加速帶電粒子的裝置，如圖所示．如果用同一回旋加速器分別加速氚核（
 
3
1
H）和α粒子（
 
4
2
He）比較它們所加的高頻交流電源的周期和獲得的最大動(dòng)能的大小，有（　�。�

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)回旋加速器是用來(lái)加速帶電粒子的裝置，如圖所示，它的核心部分是兩個(gè)D形金屬盒，兩盒相距很近，分別和高頻交流電源相連接，兩盒間的窄縫中形成勻強(qiáng)電場(chǎng)，使帶電粒子每次通過窄縫都得到加速．兩盒放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于盒底面，帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，通過兩盒間的窄縫時(shí)反復(fù)被加速，達(dá)到最大圓周半徑時(shí)通過特殊裝置被引出．以下關(guān)于回旋加速器的原理和應(yīng)用，下列說法中正確的是（　�。�
A、加速同一種帶電粒子時(shí)，加速電壓越大，粒子獲得的最大動(dòng)能越大
B、加速同一種帶電粒子時(shí)，加速電壓的頻率越大，粒子獲得的最大動(dòng)能越大
C、加速同一種帶電粒子時(shí)，D形盒中的磁場(chǎng)越強(qiáng)，粒子獲得的最大動(dòng)能越大
D、加速器可以同時(shí)加速氚核（
 
3
1
H）和α粒子（
 
4
2
He），且α粒子獲得的最大動(dòng)能較大

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)回旋加速器是用來(lái)加速帶電粒子的裝置，如圖所示，它的核心部分是兩個(gè)D形金屬盒，兩盒相距很近，連接好高頻交流電源后，兩盒間的窄縫中形成交變的勻強(qiáng)電場(chǎng)，使帶電粒子每次通過窄縫都能得到加速．兩盒放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直盒面向下，帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，通過兩盒間的窄縫時(shí)反復(fù)被加速，當(dāng)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑達(dá)到最大值時(shí)通過特殊裝置被引出．如果用磁感應(yīng)強(qiáng)度不變的同一回旋加速器分別加速同種電性但比荷（
q
m
）不同的帶電粒子，比較加速這些帶電粒子所需的高頻交流電源的周期和獲得的最大動(dòng)能，下列說法正確的是（　�。�
A、加速比荷較大的帶電粒子所需的交流電源的周期一定較小
B、加速比荷較大的帶電粒子所需的交流電源的周期一定較大
C、加速結(jié)束后比荷較大的帶電粒子獲得的最大動(dòng)能一定較大
D、加速結(jié)束后比荷較大的帶電粒子獲得的最大動(dòng)能一定較小

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)回旋加速器是用來(lái)加速帶電粒子的裝置，如圖所示．它的核心部分是兩個(gè)D形金屬盒，兩盒相距很近，分別和高頻交流電源相連接，兩盒間的窄縫中形成勻強(qiáng)電場(chǎng)，使帶電粒子每次通過窄縫都得到加速．兩盒放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于盒底面，帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，通過兩盒間的窄縫時(shí)反復(fù)被加速，直到達(dá)到最大圓周半徑時(shí)通過特殊裝置被引出．如果用同一回旋加速器分別加速氚核（
 
3
1
H）和α粒子（
 
4
2
He）比較它們所加的高頻交流電源的周期和獲得的最大動(dòng)能的大小，有（　　）
A、加速氚核的交流電源的周期較大
B、加速α粒子的交流電源的周期較大
C、加速氚核獲得的最大動(dòng)能也較小
D、加速α粒子獲得的最大動(dòng)能較大

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案