题目内容
如图所示,U恒定,此时带电粒子P静止在平行板电容器之间,当K闭合时,带电粒子P将( )
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试题答案
A
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如图甲所示,两平行金属板的板长不超过0.2 m,板间的电压u随时间t变化的图线如图乙所示,在金属板右侧有一左边界的MN、右边无界的匀强磁场.磁感应强度B=0.01 T;方向垂直纸面向里.现有带正电的粒子连续不断地以速度v0=102 m/s,沿两板间的中线O
平行金属板射入电场中,磁场边界MN与中线O
垂直.已知带电粒子的比荷q/m=108 C/kg,粒子所受的重力和粒子间的相互作用力均忽略不计.
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(1)在每个粒子通过电场区域的时间内,可以把板间的电场强度看作是恒定的.试通过计算说明这种处理能够成立的理由.
(2)设t=0.1 s时刻射入电场的带电粒子恰能从平行金属板边缘射出,求该带电粒子射出电场时的速度大小.
(3)对于所有经过电场射入磁场的带电粒子,求其射入磁场的入射点和从磁场射出的出射点间的距离d?由此得出什么结论?
在现代物理学的研究中,人们利用高能带电粒子轰击各种原子核,获得不同放射性同位素,为临床医学诊断和治疗提供了全新的高科技手段。高能带电粒子是由小型回旋加速器进行加速而获得,回旋加速器示意如图。其中置于高真空中的金属D形盒的半径为R,两盒间的距离为d,在左侧D形盒圆心处放有粒子源S,匀强磁场的磁感应强度为B,方向如图所示。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,带电粒子在加速器中运动总时间为t,其中忽略了带电粒子通过加速电场的运动时间,带电粒子在电场中的加速次数与回旋半圆周的个数相同,加速电场的电压大小可视为恒定、不计粒子重力。求:
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(1)此加速器所需的高频电源频率f和加速电压U。
(2)带电粒子在右侧D形盒中运动的相邻两个圆形轨道的半径之比。
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