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(gè)鋁制“D”形金屬盒組成，兩個(gè)“D”正中間有一條狹縫，兩個(gè)“D”形盒處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(chǎng)加速后，進(jìn)入D₂盒中，已知磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，高頻交變電源的電壓為U，兩個(gè)“D”形盒的半徑為R，粒子質(zhì)量為m,電荷量為+q。。忽略狹縫寬度和粒子在縫隙間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間、不考慮相對(duì)論效應(yīng)和重力作用。求：
（1）粒子離開(kāi)加速器時(shí)獲得的最大動(dòng)能E_km；
（2）粒子在回旋加速器中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；
（3）某同學(xué)在分析帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)，畫(huà)出了如圖2所示的軌跡圖，他認(rèn)為兩個(gè)D形盒中粒子加速前后相鄰軌跡間距Δd是相等的．請(qǐng)通過(guò)計(jì)算分析該軌跡是否合理？若不合理，請(qǐng)描述合理的軌跡其間距會(huì)有怎樣的變化趨勢(shì)。

【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

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發(fā)布：2024/8/22 0:0:1組卷：41引用：2難度：0.5

相似題

1．1930年勞倫斯制成了世界上第一臺(tái)回旋加速器，憑借此項(xiàng)成果，他于1939年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，其原理如圖所示，置于真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過(guò)的時(shí)間可忽略；磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與盒面垂直，高頻交流電頻率為f,加速電壓為U。若A處粒子源產(chǎn)生質(zhì)子的質(zhì)量為m、電荷量為+q,在加速過(guò)程中不考慮相對(duì)論效應(yīng)和重力的影響。則下列說(shuō)法正確的是（　?。?img alt="菁優(yōu)網(wǎng)" src="https://img.jyeoo.net/quiz/images/202212/330/6755c5bd.png" style="vertical-align:middle" />

A．帶電粒子由加速器的邊緣進(jìn)入加速器

B．被加速的帶電粒子在回旋加速器中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期隨半徑的增大而增大

C．質(zhì)子離開(kāi)回旋加速器時(shí)的最大動(dòng)能與D形盒半徑成正比

D．該加速器加速質(zhì)量為4m、電荷量為2q的α粒子時(shí)，交流電頻率應(yīng)變?yōu)?div id="oyagsth" class="MathJye" mathtag="math">

發(fā)布：2024/11/5 13:0:1組卷：128引用：3難度：0.8

A．氘核離開(kāi)加速器時(shí)具有的能量小于氚核的

B．質(zhì)子、氘核、氚核在電場(chǎng)中的加速時(shí)間不同

C．質(zhì)子、氘核、氚核出加速器時(shí)的德布羅意波波長(zhǎng)之比為1：2：3

D．質(zhì)子、氘核、氚核的加速次數(shù)之比為6：3：2

發(fā)布：2024/11/8 7:30:1組卷：50引用：1難度：0.4

A．T_B=T_E

B．改變加速電場(chǎng)電壓，粒子最終獲得的動(dòng)能增大

C．加速電場(chǎng)的電壓有增大，粒子在電場(chǎng)中加速的次數(shù)將減少

D．給比荷不同的其他粒子加速，勻強(qiáng)磁場(chǎng)B和加速電壓不變的情況下粒子獲得的最大動(dòng)能不變

發(fā)布：2024/11/4 4:0:1組卷：19引用：1難度：0.4

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