题目内容
【题目】如图是回旋加速器示意图,置于真空中的两金属D形盒的半径为R,盒间有一较窄的狭缝,狭缝宽度远小于D形盒的半径,狭缝间所加交变电压的频率为f,电压大小恒为U,D形盒中匀强磁场方向如图所示,在左侧D形盒圆心处放有粒子源S,产生的带电粒子的质量为m,电荷量为q。设带电粒子从粒子源S进入加速电场时的初速度为零,不计粒子重力。求:
(1)D形盒中匀强磁场的磁感应强度B的大小
(2)粒子能获得的最大动能Ek
(3)粒子经n次加速后在磁场中运动的半径Rn
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【答案】(1)
(2)
(3)![]()
【解析】
(1)粒子做圆周运动的周期与交变电流的周期相等,则有
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解得
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(2)当粒子的半径达到D型盒的半径时,速度最大,动能也最大,则有
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则
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最大动能为
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(3)粒子经n次加速后的速度为
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得
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半径为
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