题目内容

一回旋加速器,在外加磁场一定时,可把静止的质子(
 
1
1
H)加速到动能为EK,则该回旋加速器能使静止的α粒子(
 
4
2
He)加速到的动能为
Ek
Ek
,加速α粒子的交流电压频率与加速质子的交流电压频率之比为
1:2
1:2
分析:根据洛伦兹力提供向心力,确定运动轨迹的半径,再由动能表达式,即可求解加速的动能;由运动的周期公式,结合电量与质量,即可求解.
解答:解:粒子在洛伦兹力作用下,做匀速圆周运动,则有qvB=
mv2
R

 而动能表达式,EK=
1
2
mv2
=
q2B2R2
2m

因质子(
 
1
1
H)与α粒子(
 
4
2
He)可知,质量数之比为1:4,而电量之比为1:2;
所以α粒子(
 
4
2
He)加速到的动能仍为Ek
根据周期公式,T=
2πm
B q
,则有f=
Bq
2πm

因质子(
 
1
1
H)与α粒子(
 
4
2
He)可知,
质量数之比为1:4,而电量之比为1:2;
加速α粒子的交流电压频率与加速质子的交流电压频率之比为1:2;
故答案为:Ek;1:2
点评:本题粒子先由电场加速,后进入磁场圆周运动,由动能定理求动能,掌握运动轨迹的半径公式与周期公式.
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