题目内容
【题目】如图所示,为一回旋加速器的示意图,其核心部分为处于匀速磁场中的形盒,两
形盒之间接交流电源,并留有窄缝,离子在窄缝间的运动时间忽略不计.已知
形盒的半径为
,在
部分的中央
放有离子源,离子带正电,质量为
、电荷量为
,初速度不计.若磁感应强度的大小为
,每次加速时的电压为
.忽略离子的重力等因素.
求:
()加在
形盒间交流电源的周期
.
()离子在第
次通过窄缝后的运动半径
.
()离子加速后可获得的最大动能
.
【答案】()
(
)
(
)
【解析】()加在
形盒间交流电源的周期
等于粒子在磁场中的运行周期.
在磁场中洛伦兹力提供向心力,则有: .①
.②
联立①②可得: .
()设第
次通过窄缝后粒子的速度为
,则有:
.③
在磁场中洛伦兹力提供向心力,则有: .④
联立③④可得: .
()设粒子的最大速度为
,对应着粒子的最大运动半径即
,则有:
.⑤
.⑥
联立⑤⑥可得: .
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