【正文】 入D形盒都運動相等的時間（半個周期）后平行電場方向進入電場中加速?！　。?）電場的作用：回旋加速器的兩個D形盒之間的窄縫區(qū)域存在周期性變化的并垂直于兩D形盒正對截面的勻強電場，帶電粒子經(jīng)過該區(qū)域時被加速。　?。?）交變電壓：為了保證帶電粒子每次經(jīng)過窄縫時都被加速，使之能量不斷提高，須在窄縫兩側(cè)加上跟帶電粒子在D形盒中運動周期相同的交變電壓。　?。?）帶電粒子的最終能量　　當帶電粒子的速度最大時，其運動半徑也最大，由牛頓第二定律，得，若D形盒的半徑為R，則r=R，帶電粒子的最終動能　　。　質(zhì)子（）和粒子（）從靜止開始經(jīng)相同的電勢差加速后垂直進入同一勻強磁場做圓周運動，則這兩個粒子的動能之比Ek1∶Ek2=______________，軌道半徑之比r1∶r2=_____________，周期之比T1∶T2=______________?！　? 答案：1∶2　 1∶　 1∶22一個負離子，質(zhì)量為m，電荷量大小為q，以速率v垂直于屏S經(jīng)過小孔O射入存在著勻強磁場的真空室中，如圖甲所示。磁感應強度B的方向與離子的運動方向垂直，并垂直于圖中紙面向里?！　。?）求離子進入磁場后到達屏S上時的位置與O點的距離。　?。?）如果離子進入磁場后經(jīng)過時間t到達位置P，證明：直線OP與離子入射方向之間的夾角跟t的關系是?！　　　　　　　　　　　? 解。 。22如圖所示，一束電子（電荷量為e）以速度v垂直射入磁感應強度為B，寬度為d的勻強磁場中，穿過磁場時速度方向與電子原來入射方向的夾角為30176。，則電子的質(zhì)量是______________，穿入磁場的時間是_________________　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 答案：　 23一磁場寬度為L，磁感應強度為B，如圖所示，一電荷質(zhì)量為m，帶電荷量為－q，不計重力，以一速度（方向如圖）射入磁場。若不使其從右邊界飛出，則電荷的速度應為多大？　　　　　　　　　　　　　　　　　 答案：2如圖甲所示，在x軸的上方（y≥0）存在著垂直于紙面向外的勻強磁場，磁感應強度為B。在原點O有一個離子源向x軸上方的各個方向發(fā)射出質(zhì)量為m，電荷量為q的正離子，速率都為v，對那些在xy平面內(nèi)運動的離子，在磁場中可能到達的最大值為x=________，y=________?！　　　　　　　　　? 答案：　 2電視機的顯像管中，電子束的偏轉(zhuǎn)是用磁偏技術實現(xiàn)的。電子束經(jīng)過電壓為U的加速電場后，進入一圓形勻強磁場區(qū)，如圖甲所示。磁場方向垂直于圓面。磁場區(qū)的中心為O，半徑為r。當不加磁場時，電子束將通過O點而打到屏幕的中心M點。為了讓電子束射到屏幕邊緣P，需要加磁場，使電子束偏轉(zhuǎn)一已知角度，此時磁場的磁感應強度B應為多少？　　　　　　　　　　　 。2一帶電質(zhì)點，質(zhì)量為m，電量為q，以平行于x軸以速度v從y軸上的a點進入圖a中第一象限所示的區(qū)域，為了使該質(zhì)點能從x軸上b點以垂直于x軸的速度v射出，可在適當?shù)牡胤郊右粋€垂直于xy平面，磁感強度為B的勻強磁場，若此磁場僅分布在一個圓形內(nèi)，試求這圓形磁場區(qū)域的最小半徑（重力忽略不計）。（94全國）　　　　　　　　　　　　　　　 　 磁場圓形區(qū)域半徑的數(shù)學表達式為：。2回旋加速器是用來加速一群帶電粒子使它獲得很大動能的儀器，其核心部分是兩個D形金屬扁盒，兩盒分別和一高頻交流電源兩極相接，以便在盒間窄縫中形成勻強電場，使粒子每穿過狹縫都得到加速，兩盒放在勻強磁場中，磁場方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圓心附近，若粒子源射出的粒子電荷量為q，質(zhì)量為m，粒子最大回旋半徑為Rmax，其運動軌跡如圖，問：　?。?）盒內(nèi)有無電場？　?。?）粒子在盒內(nèi)做何種運動？　?。?）所加交流電頻率應是多大，粒子角速度為多大？　?。?）粒子離開加速器時速度為多大，最大動能為多少？　　（5）設兩D形盒間電場的電勢差為U，盒間距離為d，其電場均勻，求加速到上述能量所需時間?！〗馕觯罕庑魏杏山饘賹w制成，扁形盒可屏蔽外電場，盒內(nèi)只有磁場而無電場，帶電粒子在扁形盒內(nèi)做勻速圓周運動，在窄縫間做勻加速直線運動，由于粒子在電場內(nèi)運動時間極短，要使粒子每次在窄縫間都得到加速，交流電壓頻率必須等于粒子在D形盒間運動的回旋頻率。由，可求出最大回旋半徑所對應的最大動能，粒子每旋轉(zhuǎn)一周兩次通過窄縫，旋轉(zhuǎn)一周增加能量2qU。據(jù)求得的最大能量便可求得粒子在磁場中旋轉(zhuǎn)次數(shù)n，粒子在磁場中運動時間即為nT。在旋轉(zhuǎn)n次過程中，粒子在D形盒的兩窄縫間通過總路程為2nd，每次通過時粒子加速度未變，粒子通過2nd的整個過程可視為初速度為零的勻加速直線運動，由勻變速直線運動公式又可求出粒子在兩窄縫間運動時間?！　。?）扁盒由金屬導體制成，具有屏蔽外電場作用，盒內(nèi)無電場?！　。?）帶電粒子在盒內(nèi)做勻速圓周運動，每次加速之后半徑變大?！　。?）粒子在電場中運動時間極短，因此高頻交流電壓頻率要等于粒子回旋頻率，　　　　 因為，回旋頻率　 角速度　?。?）粒子最大回旋半徑為Rmax，則由牛頓第二定律得，故　最大動能　?。?）粒子每旋轉(zhuǎn)一周增加能量2qU。提高到Emax，則旋轉(zhuǎn)周數(shù)　　　　 在磁磁場中運動的時間　　　　 若忽略粒子在電場中運動時間，可視為總時間，若考慮粒子在電場中運動時間，　　　　 在D形盒兩窄縫間的運動可視為初速度為零的勻加速直線運動?！?　　　，所以　 將代入得：　　　 　所以粒子在加速過程中的總時間　 　　　，通常（因為）　　總結(jié)升華：回旋加速器是一種重要的儀器，其原理就是讓帶電粒子在金屬盒內(nèi)多次加速，磁場使其偏移，金屬盒間縫很窄，弄清帶電粒子的運動就不難解答問題。14