回旋加速器D形盒中央為質(zhì)子流,D形盒的交流電壓為U,靜止質(zhì)子經(jīng)電場加速后,進入D形盒,其最大軌道半徑為R,磁場的磁感應(yīng)強度為B,質(zhì)子質(zhì)量為m.求:
(1)質(zhì)子最初進入D形盒的動能多大?
(2)質(zhì)子經(jīng)回旋加速器最后得到的動能多大?
分析:(1)根據(jù)質(zhì)子在電場力作用下,被加速,由動能定理,即可求解;
(2)根據(jù)運動半徑等于R,結(jié)合牛頓第二定律與向心力,即可求解;
解答:解:(1)質(zhì)子在電場中被加速,根據(jù)動能定理,
則有最初進入下方D型盒的動能:Ek=eU;
(2)粒子在回旋加速器的磁場中繞行的最大半徑為R,由牛頓第二定律得:
evB=m
v2
R

質(zhì)子的最大動能:Ekm=
1
2
mv2
解①②式得:Ekm=
e2B2R2
2m

答:(1)質(zhì)子最初進入D形盒的動能eU;
。2)質(zhì)子經(jīng)回旋加速器最后得到的動能為
e2B2R2
2m
點評:考查粒子做勻速圓周的周期公式與半徑公式的應(yīng)用,掌握牛頓第二定律,注意交流電源變化周期與粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)周期的關(guān)系.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

回旋加速器D形盒中央為質(zhì)子流,D形盒的交變電壓為U=2×104 V,靜止質(zhì)子經(jīng)電場加速后,進入D形盒,其最大軌道半徑R=1 m,磁場的磁感應(yīng)強度B=0.5 T.問:

(1)質(zhì)子最初進入D形盒的動能多大?

(2)質(zhì)子經(jīng)回旋加速器最后得到的動能多大?

(3)交變電源的頻率是多少?

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