题目内容
9.来自质子源的质子(初速度为零),经一加速电压为800KV的直线加速器加速,形成细柱形质子流,已知质子电荷e=1.6×10-19c,这束质子流每秒打到靶上的质子数6.25×1015个,则该细柱形质子流形成的电流强度为1mA,假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的,在质子束中与质子源相距l和4l的两处,各取一段极短的相等长度的质子流,其中的质子数分别为n1和n2,则n1:n2=2:1.分析 先求出总电量,再利用电流的定义即可求出对应的电流;再用电流的微观表示I=nesv来求出n1:n2速度的关系,再根据带电粒子在电场中加速规律即可明确速度之比,从而求出n1:n2.
解答 解:1S内打到靶上的质子所带总电量为:q=1.6×10-19×6.25×1015=1×10-3C
则电流I=$\frac{q}{t}$=$\frac{1}{1}$×10-3=1mA;
根据电流的微观意义可知,I1=n1ev1 I2=n2ev2
在L处与4L处的电流相等:I1=I2
故:n1ev1=n2ev2
得:$\frac{{n}_{1}}{{n}_{2}}$=$\frac{{v}_{2}}{{v}_{1}}$-------(1)
由动能定理在L处有:EqL=$\frac{1}{2}$mv12
得:v1=$\sqrt{\frac{2Eql}{m}}$-------(2)
在L处 4EqL=$\frac{1}{2}$mV22
得:v2=$\sqrt{\frac{2Eq×4l}{m}}$--------------(3)
由(1)(2)(3)式得:$\frac{{n}_{1}}{{n}_{2}}$=$\frac{2}{1}$
故答案为:1; 2:1
点评 本题考查带电粒子在电场中的加速以及电流的定义,要注意电流的微观表示的应用要注意灵活性;I=nesv 各量的物理意义要清楚.同时正确根据动能定理分析带电粒子的加速规律.
练习册系列答案
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A. | 同种电荷,$\frac{{Q}_{A}}{{Q}_{B}}$=$\frac{2}{1}$ | B. | 异种电荷,$\frac{{Q}_{A}}{{Q}_{B}}$=$\frac{2}{1}$ | ||
C. | 同种电荷,$\frac{{Q}_{A}}{{Q}_{B}}$=$\frac{6}{1}$ | D. | 异种电荷,$\frac{{Q}_{A}}{{Q}_{B}}$=$\frac{6}{1}$ |
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B. | a与b之间的压力增大,且a相对b向上滑动 | |
C. | a与b之间的压力增大,且a相对b静止不动 | |
D. | b与地面之间的压力不变,且a相对b向上滑动 |
18.下列说法正确的是( )
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A. | 若粒子束是同位素,则x越大对应的粒子质量越小 | |
B. | 若粒子束是同位素,则x越大对应的粒子质量越大 | |
C. | 只要x相同,对应的粒子质量一定相同 | |
D. | 只要x相同,对应的粒子电量一定相等 |