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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