串列加速器是用來產(chǎn)生高能離子的裝置.圖中虛線框內(nèi)為其主體的原理示意圖,其中加速管的中部b處有很高的正電勢U,a、c兩端均有電極接地(電勢為零).現(xiàn)將速度很低的負(fù)一價碳離子從a端輸入,當(dāng)離子到達(dá)b處時,可被設(shè)在b處的特殊裝置將其電子剝離,成為n價正離子,而不改變其速度大小,這些正n價碳離子從c端飛出后進(jìn)入一與其速度方向垂直的、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,在磁場中做半徑為R的圓周運(yùn)動.已知碳離子的質(zhì)量,,B=0.05T,n=2,基元電荷,求R.

答案:略
解析:

思路點(diǎn)撥:離子在電場中運(yùn)動經(jīng)歷兩個階段,從ab為一價負(fù)離子,從bcn價正離子,因?yàn)?/FONT>a、c的電勢均低于b的電勢,所以離子將一直被加速,進(jìn)入磁場后做勻速圓周運(yùn)動,利用動能定理求出離子經(jīng)過電場加速后的速度,再利用離子在磁場中運(yùn)動的規(guī)律,即可求得軌跡半徑.

正確解答:設(shè)碳離子到達(dá)b處時的速度為,從c端射出時的速度為,由能量關(guān)系得

,①

.②

進(jìn)入磁場后,碳離子做圓周運(yùn)動,洛倫茲力作為向心力,則有:.③

由以上三式可得.④

由④式及題意給數(shù)值可解得


練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

(2003?江蘇)串列加速器是用來產(chǎn)生高能離子的裝置.圖中虛線框內(nèi)為其主體的原理示意圖,其中加速管的中部b處有很高的正電勢U,a、c兩端均有電極接地(電勢為零).現(xiàn)將速度很低的負(fù)一價碳離子從a端輸入,當(dāng)離子到達(dá)b處時,可被設(shè)在b處的特殊裝置將其電子剝離,成為n價正離子,而不改變其速度大。@些正n價碳離子從c端飛出后進(jìn)入一與其速度方向垂直的、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,在磁場中做半徑為R的圓周運(yùn)動.已知碳離子的質(zhì)量為m=2.0×10-26kg,U=7.5×105V,B=0.50T,n=2,基元電荷e=1.6×10-19C,求R.

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    (03年江蘇卷)(13分)串列加速器是用來產(chǎn)生高能離子的裝置。圖中虛線框內(nèi)為其主體的原理示意圖,其中加速管的中部b處有很高的正電勢U,a、c兩端均有電極接地(電勢為零)。現(xiàn)將速度很低的負(fù)一價碳離子從a端輸入,當(dāng)離子到達(dá)處時,可被設(shè)在處的特殊裝置將其電子剝離,成為n價正離子,而不改變其速度大小。這些正n價碳離子從c端飛出后進(jìn)入一與其速度方向垂直的、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,在磁場中做半徑為R的圓周運(yùn)動。已知碳離子的質(zhì)量為m=2.0×10-26kg,U=7.5×105V,B=0.50T,n=2,基元電荷e=1.6×10-19C,求R。

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串列加速器是用來產(chǎn)生高能離子的裝置,如圖所示,圖中虛線框內(nèi)為其主體的原理示意圖,其中加速管的中部b處有很高的正電勢U,ac兩端均有電極接地(電勢為零),F(xiàn)將速度很低的負(fù)一價碳離子(碳離子的質(zhì)量為m)從a端進(jìn)入,當(dāng)離子到達(dá)b處時,可被設(shè)在b處的特殊裝置將其電子剝離,成為n價正離子,而不改變其速度大小。這些正n價碳離子從c端飛出后進(jìn)入一與其速度方向垂直的、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,則在磁場中的半徑R(已知基元電荷為e)

A.   B.

C.         D.

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串列加速器是用來產(chǎn)生高能離子的裝置.圖11-4-3中虛線框內(nèi)為其主體的原理示意圖,其中加速管的中部b處有很高的正電勢U,a、c兩端均有電極接地(電勢為零).現(xiàn)將速度很小的負(fù)一價碳離子從a端輸入,當(dāng)離子到達(dá)b處時,可被設(shè)在b處的特殊裝置將其電子剝離,成為n價正離子,而不改變其速度大小,這些正n價碳離子從c端飛出后進(jìn)入一與其速度方向垂直的、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,在磁場中做半徑為R的圓周運(yùn)動.已知碳離子的質(zhì)量m=2.0×10-26 kg,U=7.5×105 V,B=0.5 T,n=2,元電荷e=1.6×10-19 C,求R.

圖11-4-3

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串列加速器是用來產(chǎn)生高能離子的裝置。圖中虛線框內(nèi)為其主體的原理示意圖,其中加速管中的中部b處有很高的正電勢U,a、c兩端均有電極接地(電勢為零)。現(xiàn)將速度很低的負(fù)一價碳離子從a端輸入,當(dāng)離子到達(dá)b處時,可被設(shè)在b處的特殊裝置將其電子剝離,成為正n價正離子,而不改變其速度大小,這些正n價碳離子從c端飛出后進(jìn)入一與其速度方向垂直的、磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,在磁場中做半徑為R的圓周運(yùn)動。已知碳離子的質(zhì)量,,,基元電荷,求R.

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