题目内容

【题目】中国科学2015年10月宣布中国将在2020年开始建造世界上最大的粒子加速器。加速器是人类揭示物质本源的关键设备,在放射治疗、食品安全、材料科学等方面有广泛应用。

如图所示,某直线加速器由沿轴线分布的一系列金属圆管漂移管组成,相邻漂移管分别接在高频脉冲电源的两极。质子从K点沿轴线进入加速器并依向右穿过各漂移管,在漂移管内做匀速直线运动,在漂移管间被电场加速,加速电压视为不变。设质子进入漂移管B时速度为8×106 m/s,进入漂移管E时速度为1×107 m/s,电源频率为1×107 Hz,漂移管间缝隙很小,质子在每个管内运动时间视为电源周期的1/2。质子的荷质比取1×108 C/kg。求:

1漂移管B的长度;

2相邻漂移管间的加速电压。

【答案】104 m2

【解析】

试题分析:1设质子进入漂移管B的速度为,电源频率、周期分别为f、T,漂移管A的长度为L,则

联立①②式并代入数据得

2设质子进入漂移管E的速度为,相邻漂移管间的加速电压为U,电场对质子所做的功为W,质子从漂移管B运动到E电场做功W',质子的电荷量为q、质量为m,则

联立④⑤⑥式并代入数据得

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