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          在研究原子核的內部結構時,需要用能量很高的粒子去轟擊原子核。粒子加速器可以用人工方法使帶電粒子獲得很大速度和能量。
          圖甲是回旋加速器的結構示意圖,D1和D2是兩個中空的半徑為R的半圓型金屬盒,兩盒之間留有間距為d的窄縫,它們之間有一定的電勢差。兩個金屬盒處于與盒面垂直的勻強磁場中,磁感應強度為B.D1盒的中央A處的粒子源可以產生質量為m、電荷量為+q的粒子。粒子在兩盒之間被電場加速,之后進入磁場后做勻速圓周運動。經過若干次加速后,將粒子從金屬盒邊緣引出。設粒子在交變電場中運動時電壓大小為U,不考慮粒子離開A處時的速度、粒子重力、粒子間的相互作用及相對論效應。
          (1)求粒子被引出時的動能Ek
          (2)求粒子被電場加速的次數n;
          (3)隨著粒子在電場中的不斷加速,粒子在磁場中的運動速率一次比一次增大,然而粒子每次在金屬盒中的運動時間卻相同,粒子在交變電場中加速的總時間也可以忽略。已知10MeV以上的回旋加速器中磁感應強度的數量級為1T,金屬盒的直徑在1m以上,窄縫之間距離約為0.1cm。請你結合上述參數,通過推導和估算加以分析。

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          發布:2024/4/20 14:35:0組卷:190引用:1難度:0.5
          相似題
          • 1.回旋加速器的工作原理如圖所示。D1和D2是兩個中空的半圓金屬盒,處于與盒面垂直的勻強磁場中,它們之間有一定的電勢差U。A處的粒子源產生的帶電粒子在加速器中被加速。下列說法正確的是(  )

            發布:2024/12/29 21:30:1組卷:166引用:2難度:0.8
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            發布:2024/12/17 19:30:2組卷:36引用:2難度:0.5
          • 3.回旋加速器的構造如圖所示,D1、D2是半圓形金屬盒,D形盒的縫隙處接交流電源,D形盒處于勻強磁場中。工作時交流電的周期和粒子做圓周運動的周期
            (選填“相等”或“不相等”),粒子經電場加速,經磁場回旋,獲得的最大動能由
            和D形盒的
            決定,與加速電壓無關。

            發布:2024/12/29 14:0:1組卷:69引用:2難度:0.8
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