[例题1]串列加速器是用来产生高能离子的装置.图中虚线框内为其主体的原理示意图.其中加速管中的中部b处有很高的正电势U.a.c两端均有电极接地.现将速度很低的负一价碳离子从a端输入.当离子到达b处时.可被设在b处的特殊装置将其电子剥离.成为正n价正离子.而不改变其速度大小.这些正n价碳离子从c端飞出后进入一与其速度方向垂直的.磁感强度为B的匀强磁场中.在磁场中做半径为R的圆周运动.已知碳离子的质量...,基元电荷.求R. [例题2]正电子发射计算机断层(PET)是分子水平上的人体功能显像的国际领先技术.它为临床诊断和治疗提供全新的手段. (1)PET在心脏疾病诊疗中.需要使用放射正电子的同位素氮13示踪剂.氮13是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氧16获得的.反应中同时还产生另一个粒子.试写出该核反应方程. (2)PET所用回旋加速器示意如图.其中置于高真空中的金属D形盒的半径为R.两盒间距为d.在左侧D形盒圆心处放有粒子源S.匀强磁场的磁感应强度为B.方向如图所示.质子质量为m.电荷量为q.设质子从粒子源S进入加速电场时的初速度不计.质子在加速器中运动的总时间为t(其中已略去了质子在加速电场中的运动时间).质子在电场中的加速次数与回旋半周的次数相同.加速质子时的电压大小可视为不变.求此加速器所需的高频电源频率f和加速电压U. (3)试推证当R>>d时.质子在电场中加速的总时间相对于在D形盒中回旋的时间可忽略不计(质子在电场中运动时.不考虑磁场的影响). [例题3]电子感应加速器是利用变化磁场产生的电场来加速电子的.如图所示.在圆形磁铁的两极之间有一环形真空室.用交变电流充磁的电磁铁在两极间产生交变磁场.从而在环形室内产生很强的电场.使电子加速.被加速的电子同时在洛伦兹力的作用下沿圆形轨道运动.设法把高能电子引入靶室.能使其进一步加速.在一个半径为r=0.84m的电子感应加速器中.电子在被加速的4.2×10-3s时间内获得的能量为120MeV.这期间电子轨道内的高频交变磁场是线性变化的.磁通量从零增到1.8Wb.求: (1)电子在环形真空室中共绕行了多少周? (2)有人说.根据麦克斯韦电磁场理论及法拉第电磁感应定律.电子感应加速器要完成电子的加速过程.电子轨道内的高频交变磁场也可以是线性减弱的.效果将完全一样.你同意吗?请简述理由. [例题4]如图所示为一种获得高能粒子的装置.环形区域内存在垂直纸面向外.大小可调节的均匀磁场.质量为m.电量为+q的粒子在环中做半径为R的圆周运动.A.B为两块中心开有小孔的极板.原来电势都为零.每当粒子飞经A板时.A板电势升高为+U.B板电势仍为零.粒子在两板间的电场中得到加速.每当粒子离开时.A板电势又降为零.粒子在电场一次次加速下动能不断增大.而绕行半径不变. ⑴设t=0时.粒子静止在A板小孔处.在电场作用下加速.并开始绕行第一圈.求粒子绕行n圈回到A板时获得的总动能En. ⑵为使粒子始终保持在半径为R的圆轨道上运动.磁场必须周期性递增.求粒子绕行第n圈时磁感应强度Bn. ⑶求粒子绕行n圈所需的总时间tn ⑷在图中画出A板电势u与时间t的关系(从t=0起画到粒子第四次离开B极板) ⑸在粒子绕行的整个过程中.A板电势是否可始终保持+U?为什么? 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

(2003?江苏)串列加速器是用来产生高能离子的装置.图中虚线框内为其主体的原理示意图,其中加速管的中部b处有很高的正电势U,a、c两端均有电极接地(电势为零).现将速度很低的负一价碳离子从a端输入,当离子到达b处时,可被设在b处的特殊装置将其电子剥离,成为n价正离子,而不改变其速度大小.这些正n价碳离子从c端飞出后进入一与其速度方向垂直的、磁感应强度为B的匀强磁场中,在磁场中做半径为R的圆周运动.已知碳离子的质量为m=2.0×10-26kg,U=7.5×105V,B=0.50T,n=2,基元电荷e=1.6×10-19C,求R.

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串列加速器是用来产生高能离子的装置。图中虚线框内为其主体的原理示意图,其中加速管的中部b处有很高的正电势U,a、c两端均有电极接地(电势为零).现将速度很低的负一价碳离子从a端输入,当离子到达b处时,可被设在b处的特殊装置将其电子剥离,成为n价正离子,而不改变其速度大小.这些正n价碳离子从c端飞出后进入一与其速度方向垂直的、磁感应强度为B的匀强磁场中,在磁场中做半径为R的圆周运动.已知碳离子质量m=2.0×10-26kg,U=7.5×105V,B=0.5T,n=2,基元电荷e=1.6×10-19C,R

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串列加速器是用来产生高能离子的装置.如图11-10中虚线框内为其主体的原理示意图,其中加速管的中部b处有很高的正电势φ,a、c两端均有电极接地(电势为零).现将速度很小(可忽略)的负一价碳离子从a端输入,当离子到达b处时,可被设在b处的特殊装置将其电子剥离,成为n价正离子,而不改变其速度大小.这些正n价碳离子从c端飞出后进入一个与其速度方向垂直的、磁感应强度为B的匀强磁场,在磁场中做半径为R的圆周运动.已知碳离子的质量m=2.0×10-26 kg,φ=7.5×105 V,B=0.5 T,n=2,元电荷e=1.6×10-19 C,求半径R

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串列加速器是用来产生高能离子的装置.图11-4-3中虚线框内为其主体的原理示意图,其中加速管的中部b处有很高的正电势U,a、c两端均有电极接地(电势为零).现将速度很小的负一价碳离子从a端输入,当离子到达b处时,可被设在b处的特殊装置将其电子剥离,成为n价正离子,而不改变其速度大小,这些正n价碳离子从c端飞出后进入一与其速度方向垂直的、磁感应强度为B的匀强磁场中,在磁场中做半径为R的圆周运动.已知碳离子的质量m=2.0×10-26 kg,U=7.5×105 V,B=0.5 T,n=2,元电荷e=1.6×10-19 C,求R.

图11-4-3

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串列加速器是用来产生高能离子的装置.如图11-10中虚线框内为其主体的原理示意图,其中加速管的中部b处有很高的正电势φ,a、c两端均有电极接地(电势为零).现将速度很小(可忽略)的负一价碳离子从a端输入,当离子到达b处时,可被设在b处的特殊装置将其电子剥离,成为n价正离子,而不改变其速度大小.这些正n价碳离子从c端飞出后进入一个与其速度方向垂直的、磁感应强度为B的匀强磁场,在磁场中做半径为R的圆周运动.已知碳离子的质量m=2.0×10-26 kg,φ=7.5×105 V,B=0.5 T,n=2,元电荷e=1.6×10-19 C,求半径R

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