帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題是中電場(chǎng)磁場(chǎng)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題4(編輯修改稿)
2025-04-21 01:10 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 D形金屬盒的邊緣，相鄰兩軌道的間距越小。（3）帶電粒子在回旋加速器內(nèi)運(yùn)動(dòng)，決定其最終能量的因素由于D形金屬盒的大小一定，所以不管粒子的大小及帶電量如何，粒子最終從加速器內(nèi)設(shè)出時(shí)應(yīng)具有相同的旋轉(zhuǎn)半徑。由牛頓第二定律得qvnB=m……①和動(dòng)量大小存在定量關(guān)系 m vn=…… ②由①②兩式得Ek n=……③可見，粒子獲得的能量與回旋加速器的直徑有關(guān)，直徑越大，粒子獲得的能量就越大?！纠?】一個(gè)回旋加速器，當(dāng)外加電場(chǎng)的頻率一定時(shí)，可以把質(zhì)子的速率加速到v，質(zhì)子所能獲得的能量為E，則：①這一回旋加速器能把α粒子加速到多大的速度？②這一回旋加速器能把α粒子加速到多大的能量？③這一回旋加速器加速α粒子的磁感應(yīng)強(qiáng)度跟加速質(zhì)子的磁感應(yīng)強(qiáng)度之比為？解：①由qvnB=m得 vn=由周期公式T電= 得知，在外加電場(chǎng)的頻率一定時(shí)，為定值，結(jié)合④式得=v。②由③式Ek n=及為定值得，在題設(shè)條件下，粒子最終獲得動(dòng)能與粒子質(zhì)量成正比。所以α粒子獲得的能量為4E。③由周期公式T電= 得=2∶1。（4）決定帶電粒子在回旋加速器內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)短的因素帶電粒子在回旋加速器內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)短，與帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期有關(guān)，同時(shí)還與帶電粒在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)有關(guān)。設(shè)帶電粒子在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)為n ，加速電壓為U。因每加速一次粒子獲得能量為qU，每圈有兩次加速。結(jié)合Ek n=知，2nqU=，因此n= 。所以帶電粒子在回旋加速器內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)間t =nT=.=?！玖?xí)題反饋】B~1．(2008年南海區(qū)普通高中高考題例研究)回旋加速器是用來(lái)加速帶電粒子的裝置，兩盒相距很近，分別和高頻交流電源相連接，兩盒間的窄縫中形成勻強(qiáng)電場(chǎng)，使帶電粒子每次通過(guò)窄縫都得到加速。兩盒放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于盒底面，帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，通過(guò)兩盒間的窄縫時(shí)反復(fù)被加速，直到達(dá)到最大圓周半徑時(shí)通過(guò)特殊裝置被引出。如果用同一回旋加速器分別加速氚核（）和α粒子（）比較它們所加的高頻交流電源的周期和獲得的最大動(dòng)能的大小，有（ ），氚核獲得的最大動(dòng)能也較大，氚核獲得的最大動(dòng)能較小，氚核獲得的最大動(dòng)能也較小，氚核獲得的最大動(dòng)能較大答案：B2．（2008年高考理科綜合試題預(yù)測(cè)卷）在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一與磁場(chǎng)方向垂直長(zhǎng)度為L(zhǎng)金屬桿aO,已知ab=bc=
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