如圖所示,迴旋加速器置於高真空中,D形金屬盒半徑為R,兩盒間的狹縫很小,帶電粒子穿過的時間可以忽略不計。磁感應...
問題詳情:
如圖所示,迴旋加速器置於高真空中,D形金屬盒半徑為R,兩盒間的狹縫很小,帶電粒子穿過的時間可以忽略不計。磁感應強度為B的勻強磁場與盒面垂直。A處粒子源產生質量為m、電荷量為+q的粒子,在加速電壓為U的加速電場中被加速。所加磁場的磁感應強度、加速電場的頻率可調,磁場的磁感應強度最大值為Bm,加速電場頻率的最大值fm。下列說法正確的是( )
A.粒子第n次和第n+1次加速後的半徑之比是()
B.粒子從靜止開始加速到出口處所需的時間為
C.若fm<,則粒子獲得的最大動能為
D.若fm>,則粒子獲得的最大動能為
【回答】
BCD
【詳解】
A.根據粒子在磁場中半徑公式,及動能定理,則有:
同理
解得:
故A錯誤;
B.設粒子到出口處被加速了n圈,則有:
解得:
故B正確;
CD.加速電場的頻率應該等於粒子在磁場中做圓周運動的頻率,即:
當磁感應強度為Bm時,加速電場的頻率應該為:
粒子的動能:
當時,粒子的最大動能由Bm決定,則:
解得粒子獲得的最大動能為
當時,粒子的最大動能由fm決定,則:
解得粒子獲得的最大動能為
故CD正確。
故選BCD。
知識點:質譜儀與迴旋加速器
題型:選擇題
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