如圖所示為一種獲得高能粒子的裝置。環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外,大小可調(diào)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。M、N為兩塊中心開(kāi)有小孔的極板,每當(dāng)帶電粒子經(jīng)過(guò)M、N板時(shí),都會(huì)被加速,加速電壓均為U;每當(dāng)粒子飛離電場(chǎng)后,M、N板間的電勢(shì)差立即變?yōu)榱。粒子在M、N間的電場(chǎng)中一次次被加速,動(dòng)能不斷增大,而繞行半徑R不變(M、N兩極板間的距離遠(yuǎn)小于R)。當(dāng)t=0時(shí),質(zhì)量為m,電荷量為+q的粒子靜止在M板小孔處,
(1)求粒子繞行n圈回到M板時(shí)的動(dòng)能En;
(2)為使粒子始終保持在圓軌道上運(yùn)動(dòng),磁場(chǎng)必須遞增;求粒子繞行第n圈時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大;
(3)求粒子繞行n圈所需總時(shí)間tn。
(1) (2)
(3)
(1)粒子繞行一圈動(dòng)能的增量為qU,繞行n圈所獲得的總動(dòng)能
(3分)
(2)因?yàn)?img width=92 height=41 src="http://thumb.zyjl.cn/pic1/1895/wl/130/46730.gif"> (2分)
(2分)
得 (1分)
(3)粒子做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng),每一圈所用時(shí)間為
由于每一圈速度不同,所以每一圈所需時(shí)間也不同
第一圈: (2分)
第二圈: (2分)
……
第n圈的速度 (2分)
故繞行n圈所需總時(shí)間
(2分)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
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科目:高中物理 來(lái)源:2012屆度黑龍江省哈爾濱市高三上學(xué)期期末考試物理卷 題型:選擇題
美國(guó)物理學(xué)家勞倫斯于1932年發(fā)明的回旋加速器,應(yīng)用帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),能使粒子在較小的空間范圍內(nèi)經(jīng)過(guò)電場(chǎng)的多次加速獲得較大的能量,使人類(lèi)在獲得較高能量帶電粒子方面前進(jìn)了一步。如圖所示為一種改進(jìn)后的回旋加速器示意圖,其中盒縫間的加速電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)大小恒定,且被限制在A、C板間。帶電粒子從P0處?kù)o止釋放,并沿電場(chǎng)線方向射入加速電場(chǎng),經(jīng)加速后再進(jìn)入D形盒中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。對(duì)于這種改進(jìn)后的回旋加速器,下列說(shuō)法正確的是( )
A.帶電粒子每運(yùn)動(dòng)一周被加速一次
B.PlP2=P2P3
C.加速粒子的最大速度與D形盒的尺寸無(wú)關(guān)
D.加速電場(chǎng)方向不需要做周期性的變化
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科目:高中物理 來(lái)源:2012屆度黑龍江省高三上學(xué)期期末考試物理卷 題型:選擇題
美國(guó)物理學(xué)家勞倫斯于1932年發(fā)明的回旋加速器,應(yīng)用帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),能使粒子在較小的空間范圍內(nèi)經(jīng)過(guò)電場(chǎng)的多次加速獲得較大的能量,使人類(lèi)在獲得較高能量帶電粒子方面前進(jìn)了一步。如圖所示為一種改進(jìn)后的回旋加速器示意圖,其中盒縫間的加速電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)大小恒定,且被限制在A、C板間。帶電粒子從P0處?kù)o止釋放,并沿電場(chǎng)線方向射入加速電場(chǎng),經(jīng)加速后再進(jìn)入D形盒中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。對(duì)于這種改進(jìn)后的回旋加速器,下列說(shuō)法正確的是( )
A.帶電粒子每運(yùn)動(dòng)一周被加速一次
B.PlP2=P2P3
C.加速粒子的最大速度與D形盒的尺寸無(wú)關(guān)
D.加速電場(chǎng)方向不需要做周期性的變化
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科目:高中物理 來(lái)源:宿遷二模 題型:多選題
A.帶電粒子每運(yùn)動(dòng)半周被加速一次 |
B.P1P2>P2P3 |
C.加速粒子的最大速度與D形盒的尺寸有關(guān) |
D.加速電場(chǎng)方向需要做周期性的變化 |
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