分析 (1)根據(jù)動(dòng)能定理求出粒子被第一次加速后的速度,根據(jù)洛倫茲力提供向心力,利用牛頓第二定律求出軌道的半徑.
(2)回旋加速器是利用電場(chǎng)加速和磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)來(lái)加速粒子,根據(jù)動(dòng)能定理求出n次加速后的速度,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間公式求出加速的時(shí)間,再求出粒子偏轉(zhuǎn)的次數(shù),從而得出在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的時(shí)間,兩個(gè)時(shí)間之和即為離開(kāi)離子源到被第n次加速結(jié)束時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間.
(3)根據(jù)回旋加速器的半徑,利用洛倫茲力提供向心力,求出最大速度,看最大速度有什么因素決定.
解答 解:(1)設(shè)正離子經(jīng)過(guò)窄縫被第一次加速加速后的速度為v1,由動(dòng)能定理得qU=12mv21
正離子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),半徑為r1,由牛頓第二定律得Bqv1=mv12r1
由以上兩式解得r1=√2mUqB2
(2)設(shè)正離子經(jīng)過(guò)窄縫被第n次加速加速后的速度為vn,由動(dòng)能定理得nqU=12mv2n
粒子在狹縫中經(jīng)n次加速的總時(shí)間t1=vna
由牛頓第二定律得:qUycnuiwo=ma
由以上三式解得電場(chǎng)對(duì)粒子加速的時(shí)間 t1=d√2nmqU
正離子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律Bqv=mv2r
又 T=\frac{2πr}{v}
粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 {t_2}=(n-1)\frac{T}{2}
由以上三式解得{t_2}=\frac{(n-1)πm}{qB}
所以,粒子從離開(kāi)離子源到被第n次加速結(jié)束時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間t=t_1^{\;}+{t_2}=d\sqrt{\frac{2nm}{qU}}+\frac{(n-1)πm}{qB}
(3)設(shè)離子從D盒邊緣離開(kāi)時(shí)做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑為rm,速度為vmrm=RBq{v_m}=m\frac{{{v_m}^2}}{r_m}
離子獲得的最大動(dòng)能為 E=\frac{1}{2}mv_m^2=\frac{{{q^2}{B^2}{R^2}}}{2m}
所以,要提高某一離子被半徑為R的回旋加速器加速后的最大動(dòng)能可以增大加速器中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B.
答:(1)上述正離子從離子源出發(fā)被第一次加速后進(jìn)入下半盒中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為\sqrt{\frac{2mU}{q{B}^{2}}};
(2)上述正離子在某次加速過(guò)程當(dāng)中從離開(kāi)離子源到被第n次加速結(jié)束時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間為d\sqrt{\frac{2nm}{qU}}+\frac{(n-1)πm}{qB};
(3)要提高某一離子被半徑為R的回旋加速器加速后的最大動(dòng)能可以增大加速器中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B.
點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道回旋加強(qiáng)器的工作原理,利用磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn),電場(chǎng)加速.以及知道回旋加強(qiáng)器加速粒子的最大動(dòng)能與什么因素有關(guān).
年級(jí) | 高中課程 | 年級(jí) | 初中課程 |
高一 | 高一免費(fèi)課程推薦! | 初一 | 初一免費(fèi)課程推薦! |
高二 | 高二免費(fèi)課程推薦! | 初二 | 初二免費(fèi)課程推薦! |
高三 | 高三免費(fèi)課程推薦! | 初三 | 初三免費(fèi)課程推薦! |
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 繼續(xù)以速度v勻速運(yùn)動(dòng) | |
B. | 做勻減速運(yùn)動(dòng) | |
C. | 立即以比v小的速度做勻速運(yùn)動(dòng) | |
D. | 先做加速度越來(lái)越小的變減速運(yùn)動(dòng),最后以比v小的速度做勻速運(yùn)動(dòng) |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 若v2>v1,則電場(chǎng)力一定做正功 | |
B. | A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U=\frac{m}{2q}(v{\;}_{2}^{2}-v{\;}_{1}^{2}) | |
C. | 小球由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn),電場(chǎng)力做的功W=\frac{1}{2}mv{\;}_{2}^{2}-\frac{1}{2}mv{\;}_{1}^{2}-mgH | |
D. | 小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)所受重力的瞬時(shí)功率P=mgv2 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | A板帶正電,電阻R中的電流向上 | B. | A板帶正電,電阻R中的電流向下 | ||
C. | A板帶負(fù)電,電阻R中的電流向上 | D. | A板帶負(fù)電,電阻R中的電流向下 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 4000J | B. | 10000J | ||
C. | 14000J | D. | 條件不足無(wú)法確定 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題
查看答案和解析>>
百度致信 - 練習(xí)冊(cè)列表 - 試題列表
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報(bào)平臺(tái) | 網(wǎng)上有害信息舉報(bào)專(zhuān)區(qū) | 電信詐騙舉報(bào)專(zhuān)區(qū) | 涉歷史虛無(wú)主義有害信息舉報(bào)專(zhuān)區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報(bào)專(zhuān)區(qū)
違法和不良信息舉報(bào)電話:027-86699610 舉報(bào)郵箱:58377363@163.com