回旋加速器的匀强磁场B=1.5T,它的最大回旋半径为r=0.5m
不考虑相对论效应:
频率f=q·B/(2·pi·m),所以频率之比为:2:1
动能E=1/2·(q^2·B^2·r^2)/m,所以动能之比为:1:1
(1)由回旋加速器的工作原理知,交变电场的频率与粒子在磁场运动的频率相等,由T粒子=2πmqB得:f电=f粒子=1T=qB2πm;(2)由洛伦兹力提供向心力得:Bqvm=mv2mr所以:vm=Bqrm联立解得:Ekm=(qBr)22m(3)加速次数:N=EkmqU粒子每转动一圈加速两次,故转动的圈数为:n=12N粒子运动的时间为:t=nT 联立解得:t=πB r22U答:(1)该回旋加速器所加交变电场的频率为qB2πm;(2)粒子离开回旋加速器时获得的动能为(qBr)22m;(3)设两D形盒间的加速电压为U,质子每次经电场加速后能量增加,加速到上述能量所需时间为πBr22U.
回旋加速器中磁场强度相等,最大半径相等,达到最大速率时,动能最大,半径最大(1)根据磁场中电荷圆周运动的周期公式:T=2πm/(qB),周期与粒子的比荷成反比,则频率与比荷成正比,所以加在两个D型盒间交变频率之比也就是质子和α粒子的比荷之比,为2:1;
(2)根据根据磁场中电荷圆周运动的半径公式R=mv/(qB),动能E=(BqR)^2/(2m),带入数据可得质子和α粒子的动能均为4.34*10^(-10)J,两者之比为1:1;
(3)根据根据磁场中电荷圆周运动的半径公式R=mv/(qB),速率v=BqR/m,与粒子的比荷成正比,质子和α粒子最大速率之比为2:1
...其核心部分是两个D型金属盒,两D型盒置于匀强磁场中并分别与高频电源...
据此可知,粒子获得的最大速率由D形盒的半径决定,与加速电压无关;其周期与加速电压无关,只取决与粒子的荷质比和磁场;故AB错误;CD、粒子获得的最大速率由D形盒的半径决定,当电压减小时,要达到最大速率,粒子在加速器的加速次数变多,即在D形盒运动的时间变长,故C错误;D正确.故选:D.
回旋加速器最大动能为什么不用电场算
回旋加速器组成:两个半圆形D形盒,盒间有垂直盒面的匀强磁场,两盒间有交变的电场,带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,在盒间被加速,交流电周期和带电粒子在匀强磁场中运动周期相同,每次加速得到的动能和加速电场有关,可是最大动能由盒的半径决定(加速电场大小决定加速次数)qVB=mv^2\/R ...
...圆形金属盒内有方向垂直于纸面,磁感强度为B的匀强磁场,
Oc 1 =2(R’ 1 -R 1 )=2 .(2)粒子从c n 处射出后进入上方磁场区域内做圆周运动的半径R n =p n \/Bq,其中p n = ,再从上方射出而进入下方磁场,做圆周运动的半径R’ n =p’ n \/Bq,其中p’ n = .则c n c n+1 =2(R’ n -R n )=2 ,按照题目要求,c n c...
高中物理回旋加速器粒子为什么要从板间中点释放
因为当粒子不断被加速的过程中 其运动半径会变大 为了使粒子获得更大的速度 所以就要使粒子从磁场的中点释放粒子 这样的话可以使磁场得到最好的利用 可以使粒子加速到最大 出射时的速度是最大的 半径就是磁场的半径 如果不是在中点释放 也可以加速 但是其出射时的半径比磁场的半径小 速度也小 ...
回旋加速器能不能加速a粒子
回旋加速器能加速a粒子。回旋加速器是带电粒子在匀强磁场里偏转时周期与速度无关而与质量有关,但是在相对论尺度里质量是与速度有关的,可以手动调节加速a粒子。所以,回旋加速器能加速a粒子。
高中物理怎么理解带电粒子在磁场中运动的周期与交流电源的周期相同,求...
回旋加速器的工作原理如图所示,设离子源中放出的是带正电的粒子,带正电的粒子以一定的初速度v0进入下方D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动,运动半周后回到窄缝的边缘,这时在A1、A1'间加一向上的电场,粒子将在电场作用下被加速,速率由v0变为v1,然后粒子在上方D形盒的匀强磁场中做圆周运动,...
回旋加速器中要增大带电粒子的动能不能增大匀强电场
回旋加速器中要增大带电粒子的动能, 增大匀强电场是不行的,应增大磁感应强度或D形盒半径。带电粒子在电场中加速 qEd=1\/2mv2^2-1\/2mv1^2 带电粒子在匀强磁场中,洛伦兹力提供向心力 qVB=mv^2\/r r=mv\/qB R=mVm\/qB Vm=qBR\/m Ekm=1\/2mVm^2=q^2B^2R^2\/2m 要增大带电粒子...
粒子加速器中的磁场是否随着粒子的速度增加而增强磁场强度?
不用,匀强磁场的作用是让粒子做圆周运动,当粒子在经过窄缝时(这里拿回旋加速器举例),被电场加速,进入D形盒中做下一个圆周运动.
...其核心部分是两个D形金属盒,两金属盒置于匀强磁场中,并分别与高频电...
AC 试题分析:A、粒子由回旋加速器加速到最大速度时,其轨道半径等于D型盒的半径,有圆周运动规律有: 其中R为D型盒半径,则 ,两粒子比荷相同则最大速度相同;正确B、 ,比荷相同,但质量不同,所以最大动能不同;错误C、周期 ,比荷相同则T相同;正确、D、由于 ,与加速电压U无关;...
为什么回旋加速器加速中的D形金属扁盒内没有电场
D形金属盒中覆盖着匀强磁场,使粒子做半圆轨迹的匀速圆周运动,条件是要只受磁场力(洛仑兹力),如果有电场,会受电场力,改变粒子轨迹,将会是一般的曲线轨迹。电场存在于两个D形金属盒之间的狭缝里,每次粒子经过使其加速。
勤实康忻: 回旋加速器中磁场强度相等,最大半径相等,达到最大速率时,动能最大,半径最大 (1)根据磁场中电荷圆周运动的周期公式:T=2πm/(qB),周期与粒子的比荷成反比,则频率与比荷成正比,所以加在两个D型盒间交变频率之比也就是质子和α粒子的比荷之比,为2:1;(2)根据根据磁场中电荷圆周运动的半径公式R=mv/(qB),动能E=(BqR)^2/(2m),带入数据可得质子和α粒子的动能均为4.34*10^(-10)J,两者之比为1:1;(3)根据根据磁场中电荷圆周运动的半径公式R=mv/(qB),速率v=BqR/m,与粒子的比荷成正比,质子和α粒子最大速率之比为2:1
全州县18252602487: 在回旋加速器中,为什么速度越大在磁场中的运动半径越大 - ?
勤实康忻:[答案] 应该说是半径越大,被加速的速度越大.在磁场中带电粒子做匀速圆周运动,qvB=mv^2/r v=qBr/m.由此可见,半径越大,速度越大.
全州县18252602487: 回旋加速器计算题 - ?
勤实康忻: 已知回旋加速器中D形盒内匀强磁场的磁感应强度B=1.5T,D形盒的半径为R=60cm,两盒间的电压U=2乘以10的4次方V,今将@粒子从间隙中心某处向D形盒内近似等于0的初速度,垂直于半径的方向射入,求粒子在加速器内运行的时间的最大可能值.
全州县18252602487: 回旋加速器计算题?
勤实康忻: 电场加速,磁场偏转.带电粒子做圆周运动的周期与速率无关,每一周期被加速两次,得到最后的能量,即可知加速次数,进一步可知经历几个周期,求得总时间. 粒子在D形盒中的最大半径为R=mv/Bq 动能最大值Ek max=(qBR)²/2m 加速次数n=Ek max/qU 总时间t=nT/2=πBR²/2U 代入数据 t=4.3*10^-5 s
全州县18252602487: 已知回旋加速器中D形盒内匀强磁场的磁感应强度B=1.5T,D形核的半径为R=60cm,两盒间电压U=20000V,今将a粒 - ?
勤实康忻: 最大速度取决于R R=mv/qB a粒m/q=4u/2e 可求出v 求出Ek 加速次数n nqU=动能 可求出加速次数 转一圈加速2次 转一圈时间T可用公式求
全州县18252602487: (16分)1932年,劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器.回旋加速器的工作原理如图所示,置于高真空中的D形 - ?
勤实康忻: (1) (2) (3)当 ≤ 时, ;当 ≥ 时,试题分析:(1)设粒子第1次经过狭缝后的半径为r 1 ,速度为v 1 qu= mv 1 2 qv 1 B=m 解得 同理,粒子第2次经过狭缝后的半径 则 (2)设粒子到出口处被加速了n圈:达到最大半径时有:粒子的运动周期为:在加速器中的运动时间为:联立解得: (3)加速电场的频率应等于粒子在磁场中做圆周运动的频率,即 当磁场感应强度为B m 时,加速电场的频率应为 粒子的动能 当 ≤ 时,粒子的最大动能由B m 决定 解得 当 ≥ 时,粒子的最大动能由f m 决定 解得
全州县18252602487: 回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与与高频交流电源两极相连接的两个D形盒,两盒间构成 - ?
勤实康忻: 回旋加速器工作时,带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,由qvB=m v2 r ,得v= qBr m ;带电粒子射出时的动能Ek=1 2 mv2= q2B2r2 2m ,知动能与加速的电压无关,狭缝间的距离无关,与磁感应强度大小和D形盒的半径有关,增大磁感应强度和D形盒的半径,可以增加粒子的动能,故D正确,ABC错误. 故选:D.
全州县18252602487: 1932年,劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器.回旋加速器的工作原理如图所示,置于真空中的两个D形金属盒 - ?
勤实康忻: (1)(2)(3) 试题分析:(1)(5分)粒子在电场中被加速由动能定理…………4分 得:…………………………………………………………1分 (2)(5分)带电粒子在磁场中做圆周运动,洛仑兹力提供向心力, 由牛顿第二定律得:...
全州县18252602487: 回旋加速器 - ?
勤实康忻: 由于粒子的运动速度很快,接近光速,所以质量在这里的计算相对复杂,而且影响不大,一般不计算质量,视为无关. 但是与电量有关,因为在回旋加速器的磁场部分要使粒子回旋就必须知道粒子的电量,才能得出其回旋半径,而电场部分对其加速时,粒子所获得的能量也直接与电量有关,所以说粒子的动能与电量有关,与质量无关.
全州县18252602487: 一个用于加速质子的回旋加速器,D型半径为R,垂直D底面的匀强磁场B,接在高频电源频率为f,判断下列说法是否正确1.质子被加速的最大速度不可能超过... - ?
勤实康忻:[答案] 首先假设可以忽略相对论效应 显然质子在回旋加速器中的回旋半径不能超过D型盒半径.而对于特定粒子在特定磁场B下,回旋半径只和粒子速度有关.即D型盒半径对回旋半径的限制就是对粒子速度的限制. r=mv/(qB) 对于回旋加速器,电场频率必须与...