题目内容
某种加速器的理想模型如图1所示:两块相距很近的平行小极板中间各开有一小孔、,两极板间电压的变化图象如图2所示,电压的最大值为、周期为,在两极板外有垂直纸面向里的匀强磁场。若将一质量为、电荷量为的带正电的粒子从板内孔处静止释放,经电场加速后进入磁场,在磁场中运动时间后恰能再次从孔进入电场加速。现该粒子的质量增加了。(粒子在两极板间的运动时间不计,两极板外无电场,不考虑粒子所受的重力)
1.若在时刻将该粒子从板内孔处静止释放,求其第二次加速后从孔射出时的动能;
2.现要利用一根长为的磁屏蔽管(磁屏蔽管置于磁场中时管内无磁场,忽略其对管外磁场的影响)使图1中实线轨迹(圆心为)上运动的粒子从孔正下方相距处的孔水平射出,请在答题卡图上的相应位置处画出磁屏蔽管;
3.若将电压的频率提高为原来的2倍,该粒子应何时由板内孔处从静止开始加速,才能经多次加速后获得最大动能?最大动能是多少?
1.
2.图略(将磁屏蔽管竖直放置,放在与实线圆相切处,上端与点同高。)
3.)(在区间粒子最多被连续加速次,当时刻也恰好被加速的情况下,最终获得的动能最大。因此开始时刻。对应的最大动能为
解析:略
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