加速器在核物理和粒子物理研究中發(fā)揮著巨大作用,回旋加速器是其中的一種,如圖1所示為回旋加速器的工作原理示意圖,它由兩個鋁制“D”形金屬盒組成,兩個“D”正中間有一條狹縫,兩個“D”形盒處在勻強磁場中并接在高頻交變電源上,在D1盒中心A處有粒子源,它發(fā)出的粒子(初速度可視為零)經(jīng)狹縫電場加速后,進入D2盒中,已知磁場的磁感應強度大小為B,高頻交變電源的電壓為U,兩個“D”形盒的半徑為R,粒子質量為m,電荷量為+q。。忽略狹縫寬度和粒子在縫隙間的運動時間、不考慮相對論效應和重力作用。求:
(1)粒子離開加速器時獲得的最大動能Ekm;
(2)粒子在回旋加速器中運動的時間;
(3)某同學在分析帶電粒子運動軌跡時,畫出了如圖2所示的軌跡圖,他認為兩個D形盒中粒子加速前后相鄰軌跡間距Δd是相等的.請通過計算分析該軌跡是否合理?若不合理,請描述合理的軌跡其間距會有怎樣的變化趨勢。
【考點】回旋加速器;帶電粒子在勻強磁場中的圓周運動.
【答案】見試題解答內容
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/8/22 0:0:1組卷:42引用:2難度:0.5
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1.回旋加速器的工作原理如圖所示。D1和D2是兩個中空的半圓金屬盒,處于與盒面垂直的勻強磁場中,它們之間有一定的電勢差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( )
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形盒處于勻強磁場中。工作時交流電的周期和粒子做圓周運動的周期(選填“相等”或“不相等”),粒子經(jīng)電場加速,經(jīng)磁場回旋,獲得的最大動能由和D形盒的決定,與加速電壓無關。
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,所加磁場的磁感應強度為B,用來加速質量為m、電荷量為q的質子,質子從下半盒的質子源由靜止出發(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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