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    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    精英家教网如图所示，回旋加速器的两个D型盒之间接有交变电源，电源电压为U．上方D 型盒中央为质子源，静止的质量为m电量为e的质子经电场加速后，进入下方的D型盒．其最大轨道半径 R，磁场的磁感应强度B，
    （1）质子最初进入下方D型盒的动能是
     
    ．
    （2）质子经回旋加速器最后得到的动能是
     
    ．
    （3）交变电源的周期是
     
    ．
    分析：（1）根据质子在电场力作用下，被加速，由动能定理，即可求解；
    （2）根据运动半径等于R，结合牛顿第二定律与向心力，即可求解；
    （3）根据洛伦兹力提供向心力，即可求出运动的周期，从而确定交流电源的周期．
    解答：解：（1）质子在电场中被加速，根据动能定理，
    则有最初进入下方D型盒的动能：Ek=eU；
    （2）根据qvB=m
    v2
    R
     得，粒子出D形盒时的速度vm=
    qBR
    m
    ，则粒子出D形盒时的动能Ekm=
    1
    2
    mv2=
    q2B2R2
    2m
    ；
    （3）由洛伦兹力提供向心力，则有：Bqv=m
    v2
    r
    ；
    而T=
    2πr
    v
    ，所以粒子在磁场中运行周期为T=
    2πm
    eB
    ；
    因一直处于加速状态，则磁场中的周期与交流电源的周期相同，
    即为：T=
    2πm
    eB
    ；
    故答案为：eU；
    q2B2R2
    2m
    ；
    2πm
    eB
    ；
    点评：考查粒子做匀速圆周的周期公式与半径公式的应用，掌握牛顿第二定律，注意交流电源变化周期与粒子在磁场中偏转周期的关系．
    练习册系列答案
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    A、所加高频交流电的频率应是
    Bq
    πm
    B、所加高频交流电的频率应是
    Bq
    2πm
    C、粒子离开加速器前被加速的次数为
    B2qR2
    mU
    D、粒子离开加速器时的动能是
    B2q2R2
    2m

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    精英家教网如图所示，回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置．其核心部分是两个D型金属盒，置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连．要求高频电源的周期与粒子在D型盒中运动周期相同．为增大某带电粒子加速后从D型盒边缘引出时的动能，下列措施可行的有（不考虑相对论效应）（　　）
    A、减小磁感应强度．同时增大高频电源的周期B、增大磁感应强度，同时减小高频电源的周期C、增大磁感应强度，同时增大高频电源的电压D、减小高频电源的周期．同时增大高频电源的电压

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