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正文內(nèi)容

帶電粒子在復合場中的運動word(編輯修改稿)

2025-04-01 02:47 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 電子對撞湮滅后產(chǎn)生的光子頻率v(2)求從開始經(jīng)回旋加速器加速到獲得最大能量的過程中,D型盒間的電場對電子做功的平均功率 (3)圖甲為正負電子對撞機的最后部分的簡化示意圖.位于水平面的粗實線所示的圓環(huán)真空管道是正、負電子做圓周運動的“容器”,正、負電子沿管道向相反的方向運動,在管道內(nèi)控制它們轉(zhuǎn)變的是一系列圓形電磁鐵.即圖中的AAA4……An共有n個,均勻分布在整個圓環(huán)上.每個電磁鐵內(nèi)的磁場都是勻強磁場,并且磁感應強度都相同,方向豎直向下.磁場區(qū)域的直徑為d.改變電磁鐵內(nèi)電流大小,就可以改變磁場的磁感應強度,從而改變電子偏轉(zhuǎn)的角度.經(jīng)過精確調(diào)整,首先實現(xiàn)電子在環(huán)形管道中沿圖甲中粗虛線所示的軌道運動,這時電子經(jīng)過每個電磁鐵時射入點和射出點都在電磁鐵的同一直徑的兩端,如圖乙所示.這就為進一步實現(xiàn)正、負電子的對撞做好了準備.求電磁鐵內(nèi)勻強磁場的磁感應強度B大小【來源】2019年天津市濱海新區(qū)塘沽一中高三三模理綜物理試卷【答案】(1) , ;(2) ;(3)【解析】【詳解】解:(1)正、負電子在回旋加速器中磁場里則有: 解得正、負電子離開回旋加速器時的速度為:正、負電子進入對撞機時分別具有的能量: 正、負電子對撞湮滅時動量守恒,能量守恒,則有:正、負電子對撞湮滅后產(chǎn)生的光子頻率: (2) 從開始經(jīng)回旋加速器加速到獲得最大能量的過程,設(shè)在電場中加速次,則有: 解得: 正、負電子在磁場中運動的周期為: 正、負電子在磁場中運動的時間為: D型盒間的電場對電子做功的平均功率: (3)設(shè)電子在勻強磁場中做圓周運動的半徑為,由幾何關(guān)系可得解得: 根據(jù)洛倫磁力提供向心力可得:電磁鐵內(nèi)勻強磁場的磁感應強度大?。?.回旋加速器的工作原理如圖甲所示,置于真空中的D形金屬盒半徑為R,兩盒間有狹縫(間距),勻強磁場與盒面垂直,被加速粒子的質(zhì)量為,電荷量為,加在狹縫間的交變電壓如圖乙所示,電壓值的大小為,周期為T,與粒子在磁場中的周期相同.一束該種粒子在時間內(nèi)從A處均勻地飄入狹縫,假設(shè)能夠出射的粒子每次經(jīng)過狹縫均做加速運動;粒子重力不計,不考慮粒子在狹縫中的運動時間,:(1)勻強磁場的磁感應強度B;(2)粒子從飄入狹縫至動能最大所需的總時間;(3)實際中粒子的質(zhì)量會隨速度的增加而增大,加速后的質(zhì)量與原來質(zhì)量的關(guān)系:,則①粒子質(zhì)量增加后估計最多還能再加速多少次(需要簡述理由)?②若粒子質(zhì)量最終增加,那么粒子最終速度為光速的多少倍(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)?【來源】【全國百強?!刻旖蚴袑嶒炛袑W2019屆高三考前熱身訓練物理試題【答案】(1)(2)(3)100次;【解析】【詳解】解:(1) 依據(jù)牛頓第二定律,結(jié)合洛倫茲力提供向心,則有:電壓周期與粒子在磁場中的周期相同:可得, (2)粒子運動半徑為時:且解得: 粒子被加速次達到動能,則有: 不考慮粒子在狹縫中的運動時間,又有粒子在電場中的加速次數(shù)與回旋半周的相同,得粒子從飄入狹縫至動能最大所需的總時間:(3)粒子在磁場中的周期:,質(zhì)量增加,周期增大, 再加速次數(shù)不超過次加速后的質(zhì)量與原來質(zhì)量的關(guān)系:, 粒子最終速度為:7.平面直角坐標系的第一象限和第四象限內(nèi)均存在垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應強度大小分別為2B和B(B的大小未知),第二象限和第三象限內(nèi)存在沿﹣y方向的勻強電場,x軸上有一點P,其坐標為(L,0)?,F(xiàn)使一個電量大小為q、質(zhì)量為m的帶正電粒子從坐標(﹣2a,a)處以沿+x方向的初速度v0出發(fā),該粒子恰好能經(jīng)原點進入y軸右側(cè)并在隨后經(jīng)過了點P,不計粒子的重力。(1)求粒子經(jīng)過原點時的速
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