某種回旋加速器的設(shè)計(jì)方案如圖甲所示,圖中粗黑線段為兩個(gè)正對(duì)的極板,兩個(gè)極板的板面中部各有一極窄狹縫(沿OP方向的狹長(zhǎng)區(qū)域,),帶電粒子可通過(guò)狹縫穿越極板(見圖乙)極板A、B之間加如圖丙所示的電壓,極板間無(wú)磁場(chǎng),僅有的電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng):兩細(xì)虛線間(除兩極板之間的區(qū)域)既無(wú)電場(chǎng)也無(wú)磁場(chǎng):其它部分存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在離子源S中產(chǎn)生的質(zhì)量為m、帶電量為q的正離子,飄入電場(chǎng),由電場(chǎng)加速后,經(jīng)狹縫中的O點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域,O點(diǎn)到極板右端的距離為0.99D,到出射孔P的距離為5D,已知磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可調(diào),離子從離子源上方的O點(diǎn)射入磁場(chǎng)區(qū)域,最終只能從出射孔P射出。假設(shè)離子打到器壁即被吸收,離子可以無(wú)阻礙的通過(guò)離子源裝置。忽略相對(duì)論效應(yīng),不計(jì)離子重力,0.992≈1.求:
(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值;
(2)若磁感應(yīng)強(qiáng)度B=6D2mUq則離子從P點(diǎn)射出時(shí)的動(dòng)能和離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;
(3)若磁感應(yīng)強(qiáng)度B=6D2mUq如果從離子源S飄出的離子電量不變,質(zhì)量變?yōu)樵瓉?lái)的K倍(K大于1的整數(shù)),為了使離子仍從P點(diǎn)射出,則K可能取哪些值。
6
D
2
m
U
q
6
D
2
m
U
q
【考點(diǎn)】回旋加速器;帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng).
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:56引用:2難度:0.4
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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(gè)中空的半圓金屬盒,處于與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,它們之間有一定的電勢(shì)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(shuō)法正確的是( ?。?/h2>
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(gòu)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(qiáng)磁場(chǎng)中。工作時(shí)交流電的周期和粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期(選填“相等”或“不相等”),粒子經(jīng)電場(chǎng)加速,經(jīng)磁場(chǎng)回旋,獲得的最大動(dòng)能由和D形盒的決定,與加速電壓無(wú)關(guān)。
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(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,用來(lái)加速質(zhì)量為m、電荷量為q的質(zhì)子,質(zhì)子從下半盒的質(zhì)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(shuō)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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