有一回旋加速器,内部抽成真空,极板间所加交变电压的频率为1.2×106 Hz,半圆形电极的半径为0.53 m,如图15-27,则
图15-27
(1)加速氘核所需的磁场的磁感应强度多大?
(2)加速后氘核从D形盒中射出时的最大动能是多大?
(3)设加速电压为U=1 000 V,且两极板间距离d=1 cm,则氘核在D形盒中的运动时间共有多长?(已知氘核的质量为3.3×10-27 kg,电荷量为1.6×10-19 C)
(1)0.155 T (2)2.63×10-14 J (3)6.88×10-5 s
(1)回旋加速器中所加交变电压的频率f,与带电粒子做匀速圆周运动的频率相等;
f=,B=
=0.155 T.
(2)回旋加速器最后使粒子得到的动能为:Ek=mv2=
=2mπ2f2R2=2.63×10-14 J.
(3)氘核每加速一次所获得的能量为qU,所以共加速的次数为:
N==164.5=165(次)
带电粒子在电场中的加速时间可以根据动量定理求得
·t1=mv-0
即t1=·d=8.25×10-7 s
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的时间:
t=(N-1)=
=6.8×10-5 s
t总≈6.88×10-5 s.
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A、增大交变电压U,则正离子在加速器中运行时间将变短 | ||||||||
B、增大交变电压U,则正离子在加速器中运行时间将不变 | ||||||||
C、正离子第n次穿过窄缝前后的速率之比为
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D、回旋加速器所加交变电压的频率为
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图15-27
(1)加速氘核所需的磁场的磁感应强度多大?
(2)加速后氘核从D形盒中射出时的最大动能是多大?
(3)设加速电压为U=1 000 V,且两极板间距离d=
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科目:高中物理 来源:2011-2012学年湖北省武汉市武昌区高三5月调研考试理科综合物理试卷(解析版) 题型:选择题
回旋加速器的核心部分是两个半径为R的D型金属扁盒,如图,盒正中央开有一条窄缝,在两个D型盒之间加交变电压,于是在缝隙中形成交变电场,由于屏蔽作用,在D型盒内部电场很弱,D型盒装在真空容器中,整个装置放在巨大电磁铁的两极之间,磁场方向垂直于D型盒的底面,只要在缝隙中的交变电场的频率不变,便可保证粒子每次通过缝隙时总被加速,粒子的轨道半径不断增大,并逐渐靠近D型盒边缘,加速到最大能量E后,再用特殊的装置将它引出。在D型盒上半面中心出口A处有一正离子源,正离子所带电荷量为q、质量为m,加速时电极间电压大小恒为U。(加速时的加速时间很短,可忽略;正离子从离子源出发时初速为零)。则下列说法正确的是
A.增大交变电压U,则正离子在加速器中运行时间将变短
B.增大交变电压U,则正离子在加速器中运行时间将不变
C.正离子第n次穿过窄缝前后的速率之比为
D.回旋加速器所加交变电压的频率为
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