分析 (1)根據(jù)運(yùn)動(dòng)半徑等于R,結(jié)合牛頓第二定律與向心力,即可求解;根據(jù)一次加速獲得的動(dòng)能,結(jié)合最大動(dòng)能,即可求解加速次數(shù).
(2)根據(jù)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期公式,即可求解交流電源的頻率.
解答 解:(1)根據(jù)qvB=mv2R 得粒子出D形盒時(shí)的速度為:vm=qBRm,
則粒子出D形盒時(shí)的動(dòng)能為:Ekm=12mv2m=q2B2R22m=(1.6×10−19)2×0.52×122×1.67×10−27=1.9×10-12 J,
帶電粒子一次加速獲得動(dòng)能為:EK0=qU;
則帶電粒子被加速的次數(shù)為:N=q2B2R22mqU=qB2R22mU=1.6×10−19×0.52×122×1.67×10−27×2×104≈599.
(2)由洛倫茲力提供向心力,則有:Bqv=mv2r;
而T=2πrv,所以粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)行周期為:T=2πmeB;
因一直處于加速狀態(tài),則磁場(chǎng)中的周期與交流電源的周期相同,即為:T=2πmeB
那么交變電源的頻率為:f=eB2πm=1.6×10−19×0.52×3.14×1.67×10−27=7.6×106Hz;
答:(1)質(zhì)子經(jīng)回旋加速器最后得到的動(dòng)能1.9×10-12 J,共加速了599;
(2)交變電源的頻率是7.6×106Hz.
點(diǎn)評(píng) 考查粒子做勻速圓周的周期公式與半徑公式的應(yīng)用,掌握牛頓第二定律,注意交流電源變化周期與粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)周期的關(guān)系.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 使磁感應(yīng)強(qiáng)度B的數(shù)值增大 | B. | 使磁場(chǎng)以v=mgqB向上運(yùn)動(dòng) | ||
C. | 使磁場(chǎng)以v=mgqB向右運(yùn)動(dòng) | D. | 使磁場(chǎng)以v=mgqB向左運(yùn)動(dòng) |
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A. | 電壓相同時(shí),流過(guò)電阻A的電流強(qiáng)度較大 | |
B. | 兩電阻串聯(lián)時(shí),電阻A消耗的功率較小 | |
C. | 電阻A的阻值大于電阻B | |
D. | 電阻A的阻值小于電阻B |
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