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回旋加速器的D形盒半径为R=0.60m,两盒间距为d=0.01cm,用它来加速质...

回旋加速器的D形盒半径为R=0.60m,两盒间距为d=0.01cm,用它来加速质子时可使每个质子获得的最大能量为4.0MeV,加速电压为u=2.0×104 V,求:
(1)该加速器中偏转磁场的磁感应强度B.
(2)质子在D形盒中运动的时间.
(3)在整个加速过程中,质子在电场中运动的总时间.(已知质子的质量为m=1.67×10-27 kg,质子的带电量e=1.60×10-19 C)
(1)质子离开回旋加速器时的速度最大,能量最大,根据洛伦兹力提供向心力求出最大速度,结合最大动能的大小,求出磁感应强度的大小. (2)质子在磁场中转动一圈加速两次,求出质子加速的次数,从而求出质子在D形盒中的运动时间. (3)质子在电场中做匀加速直线运动,根据加速运动的次数得出加速运动的位移,从而根据位移时间公式求出质子在电场中运动的总时间. 【解析】 (1)根据,解得v=. 则质子的最大动能 则B=T=0.48T. (2)质子被电场加速的次数 质子在磁场中运动的周期T= 则质子在D形盒中运动的时间t=≈1.4×10-3s. (3)电子在电场中做匀加速直线运动,有nd== 解得t==1.4×10-9 s. 答:(1)该加速器中偏转磁场的磁感应强度B=0.48 T (2)质子在D形盒中运动的时间为1.4×10-3s (3)质子在电场中运动的总时间为1.4×10-9 s
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考点分析:
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如图所示,RP是一块长为L=4m的绝缘平板固定在水平地面上,整个空间有一个平行于PR的匀强电场E,在板的右半部分有一个垂直于纸面向外的匀强磁场B,一个质量为m=0.1kg,带电量为q=0.5C的物体,从板的P端由静止开始在电场力和摩擦力的作用下向右做匀加速运动,进入磁场后恰能做匀速运动.当物体碰到板R端的挡板后被弹回,若在 碰撞瞬间撤去电场,物体返回时在磁场中仍做匀速运动,离开磁场后做 匀减速运动停在C点,PC=manfen5.com 满分网,物体与平板间的动摩擦因数为u=0.4,取g=10m/S2,求:
(1)物体带正电还是负电?
(2)物体与挡板E撞前后的速度v1和v2
(3)磁感应强度B的大小;
(4)电场强度E的大小和方向.

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D.可能是W1<W2,也可能是W1>W2
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A.减弱磁场,其余条件不变
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C.电场反向,其余条件不变
D.换用初动能与质子相同的α粒子
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A.运动时间越长的,其轨迹所对应的圆心角越大
B.运动时间越长的,其轨迹越长
C.运动时间越短的射出磁场时,速率越小
D.运动时间越短时,射出磁场时,速度方向偏转越小
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B.A中向纸外,C中向纸里
C.A、C中均向纸外
D.A、C中均向纸里
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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