回旋加速器是用来加速一群带电粒子使它获得很大动能的仪器，其核心部分是两个D形金属扁盒，两盒分别和一高频交流电源两极相接，以便在盒间的窄缝中形成匀强电场，使粒子每穿过狭缝都得到加速，两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，离子源置于盒的圆心附近，若离子源射出的离子电荷量为q，质量为m，粒子最大回转半径为R_m，其运动轨迹见图3-6-14所示.问

图3-6-14

(1)盒内有无电场？

(2)离子在盒内做何种运动？

(3)所加交流电频率应是多大，离子角速度为多大？

(4)离子离开加速器时速度多大，最大动能为多少？

(5)设两D形盒间电场的电势差为U，盒间距离为d，其电场均匀.求加速到上述能量所需时间.

(1)盒内有无电场？

(2)离子在盒内做何种运动？

(3)所加交流电压频率应是多大？最大角速度为多大？

(4)离子离开加速器时速度为多大？最大动能为多少？

(5)设两D形盒间电场的电势差为U，盒间距离为d,其电场均匀，求加速到上述能量所需的时间.

回旋加速器是用来加速一群带电粒子使它获得很大动能的仪器，其核心部分是两个D形金属扁盒，两盒分别和一高频交流电源两极相接，以便在盒间的窄缝中形成匀强电场，使粒子每穿过窄缝都得到加速.两盒放在匀强磁场中，磁感应强度为B，磁场方向垂直于盒底面，离子源置于盒的圆心附近.若离子源射出的电荷量为q、质量为m的粒子最大回旋半径为R_m，其运动轨迹如图所示，问：

(1)盒内有无电场？

(2)离子在盒内做何种运动？

(3)所加交流电压频率应是多大？最大角速度为多大？

(4)离子离开加速器时速度为多大？最大动能为多少？

(5)设两D形盒间电场的电势差为U，盒间距离为d,其电场均匀，求加速到上述能量所需的时间.

（12分）回旋加速器是用来加速一群带电粒子使它获得很大动能的仪器，其核心部分是两个D形金属扁盒，两盒分别和一高频交流电源两极相接，以便在盒间的窄缝中形成一匀强电场，高频交流电源的周期与带电粒子在D形盒中的运动周期相同，使粒子每穿过窄缝都得到加速（尽管粒子的速率和半径一次比一次增大，运动周期却始终不变），两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，磁场的磁感应强度为B，离子源置于D形盒的中心附近，若离子源射出粒子的电量为q，质量为m，最大回转半径为R，其运动轨道如图所示，则：

（1）两盒所加交流电的频率为__________；

（2）粒子离开回旋加速器时的动能为_________；

（3）设两D形盒间电场的电势差为U，忽略粒子在电场中加速所用的时间，则粒子在回旋加速器中运动的总时间t为__________。

回旋加速器是用来加速一群带电粒子使它获得很大动能的仪器，其核心部分是两个D形金属扁盒，两盒分别和一高频交流电源两极相接，以便在盒间的窄缝中形成一匀强电场，高频交流电源的周期与带电粒子在D形盒中的运动周期相同，使粒子每穿过窄缝都得到加速(尽管粒子的速率和半径一次比一次增大，运动周期却始终不变)．两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，磁场的磁感应强度为B，离子源置于D形金的中心附近，若离子源射出粒子的电最为q，质量为m，最大回转半径为R，其运动轨道如图所示，试求：

①两盒所加交流电的频率为多大？

②粒子离开回旋加速器时的动能为多大？

③设两D形盒间电场的电势差为U，盒间窄缝的距离为d，其电场均匀，粒子在电场中加速所用的时间t_电为多少？粒子在整个回旋加速器中加速所用的时间t_总为多少？