Question

（18分）如圖所示，回旋加速器D形盒的半徑為R，用來加速質(zhì)量為m、電荷量為q的質(zhì)子，使質(zhì)子由靜止加速到能量為Ek，由A孔射出，求：

（1）加速器中勻強(qiáng)磁場B的方向和大小；

（2）加速器中交變電場的周期；

（3）設(shè)兩D形盒間的加速電壓為U，質(zhì)子每次經(jīng)電場加速后能量增加，加速到上述能量所需時間（不計在電場中的加速時間）。

 

Answer 1

（1）方向垂直紙面向里，（2）(3)

【解析】

試題分析：（1）由圖知質(zhì)子在D形盒內(nèi)逆時針轉(zhuǎn)動，根據(jù)左手定則，可判斷磁場方向垂直紙面向里；當(dāng)質(zhì)子離開加速器時，，聯(lián)立可得；

（2）質(zhì)子在加速器內(nèi)要實驗回旋加速，要求盒間電場變化的周期與質(zhì)子做圓周運動的周期相同，即，結(jié)合，可得；

(3)質(zhì)子加速一次，所以加速的次數(shù)，所以運動的時間。

考點：本題考查帶電粒子在復(fù)合場中的運動、回旋加速器。