如圖所示,為一回旋加速器的示意圖,其核心部分為處於勻強磁場中的D形盒,兩D形盒之間接交流電源,並留有窄縫,離子...
問題詳情:
如圖所示,為一回旋加速器的示意圖,其核心部分為處於勻強磁場中的D形盒,兩D形盒之間接交流電源,並留有窄縫,離子在窄縫間的運動時間忽略不計。已知D形盒的半徑為R,在D1部分的*A處放有離子源,離子帶正電,質量為m、電荷量為q,初速度不計。若磁感應強度的大小為B,每次加速時的電壓為U。忽略離子的重力等因素。求:
(1)加在D形盒間交流電源的週期T;
(2)離子在第3次通過窄縫後的運動半徑r3;
(3)離子加速後可獲得的最大動能Ekm。
【回答】
解:(1)加在D形盒間交流電源的週期T等於粒子在磁場中的執行週期。
在磁場中洛倫茲力提供向心力,則有:①
②
聯立①②可得:(2分)
(2)設第3次通過窄縫後粒子的速度為v3,則有:③
在磁場中洛倫茲力提供向心力,則有:④
聯立③④可得:(2分)
(3)設粒子的最大速度為vm,對應著粒子的最大運動半徑即R,則有:
⑤
⑥
聯立⑤⑥可得:(2分)
知識點:未分類
題型:計算題
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