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          醫用電子直線加速器(圖甲)的基本原理是:電子被直線加速器加速后轟擊重金屬靶,產生高能射線,廣泛應用于各種腫瘤的治療。如圖乙是電子直線加速器的示意圖,它的加速部分由多個橫截面積相同的金屬圓筒依次排列而成,其中心軸線在同一直線上。序號為奇數的圓筒和交變電源的一個極相連,序號為偶數的圓筒和該電源的另一個極相連,交變電源兩極間電勢差的變化規律如圖丙所示。在t=0時,奇數圓筒相對偶數圓筒的電勢差為正值,此時位于和偶數圓筒相連的金屬圓板(序號為0)中央的一個電子,在電場力的作用下由靜止開始加速,沿中心軸線沖進1號圓筒。為使電子運動到各個間隙中都能恰好加速,電子穿過每個圓筒的時間應當恰好等于交變電壓周期的一半。已知電子的質量為m、電子電荷量為e、電壓的絕對值為u,周期為T,電子通過圓筒間隙的時間可以忽略不計,不計電子重力,和電子間的相互作用。求:
          (1)金屬圓筒長度l和它的序號n之間的定量關系;
          (2)若電子從8號筒離開加速電場后恰好垂直進入一個邊長為2a的正方形勻強磁場區域,電子垂直磁場的左邊界從中點進入,垂直下邊界從下邊界中點射出,最后垂直打到圓形重金屬靶上,則電子在磁場中運動的時間,和磁感應強度B的大小;
          (3)在滿足第(2)問的條件下,若每t秒打在金屬靶上的電子數為N,且其中半數電子被金屬靶吸收,半數電子被金屬靶反向彈回,彈回速度大小為撞擊前速度的一半,反彈的電子不會再次打到靶上,則金屬靶受到電子平均作用力的大小。

          【答案】(1)金屬圓筒長度l和它的序號n之間的定量關系為
          l
          n
          =
          T
          2
          m
          2
          neum

          (2)電子在磁場中運動的時間為
          πa
          8
          m
          eu
          ,磁感應強度B的大小為
          4
          a
          mu
          e

          (3)金屬靶受到電子平均作用力的大小為
          5
          N
          ume
          【解答】
          【點評】
          聲明:本試題解析著作權屬菁優網所有,未經書面同意,不得復制發布。
          發布:2024/6/27 10:35:59組卷:79引用:2難度:0.2
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            發布:2024/12/29 19:30:1組卷:792引用:13難度:0.9
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            (1)若僅存在交變電場,要使電荷飛到Q板時,速度方向恰好與Q板相切,求交變電場周期T;
            (2)若僅存在勻強磁場,且滿足B0=
            2
            m
            v
            0
            qd
            ,粒子經一段時間恰能垂直打在Q板上(不考慮粒子反彈),求擊中點到出發點的水平距離。

            發布:2024/12/29 23:0:1組卷:129引用:2難度:0.4
          • 3.如圖甲所示,在真空中有一傾角為30°的足夠長光滑絕緣斜面,t=0時刻,一質量為m=0.2kg的帶電小滑塊靜放于斜面上,同時,空間加上一個方向平行于斜面的勻強電場,場強大小和方向呈周期性變化,變化規律如圖乙所示(取沿斜面向上方向為正方向,g=10m/s2),0~2s內小滑塊恰能沿斜面向上做勻加速直線運動,加速度大小為10m/s2,求:
            (1)小滑塊是帶正電還是負電;電荷量q是多少;
            (2)4s內小滑塊的位移大小;
            (3)22s內電場力對小物塊所做的功。

            發布:2024/12/29 17:0:1組卷:349引用:5難度:0.9
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