如图所示.回旋加速器D形盒的半径为R.用来加速质量为m.电荷量为q的质子.使质子由静止加速到能量为Ek.由A孔射出.求:(1)加速器中匀强磁场B的方向和大小,(2)加速器中交变电场的周期,(3)设两D形盒间的加速电压为U.质子每次经电场加速后能量增加.加速到上述能量所需时间(不计在电场中的加速时间). 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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（18分）如图所示，回旋加速器D形盒的半径为R，用来加速质量为m、电荷量为q的质子，使质子由静止加速到能量为E_k，由A孔射出，求：

（1）加速器中匀强磁场B的方向和大小；
（2）加速器中交变电场的周期；
（3）设两D形盒间的加速电压为U，质子每次经电场加速后能量增加，加速到上述能量所需时间（不计在电场中的加速时间）。

（1）方向垂直纸面向里，

（2）

(3)

试题分析：（1）由图知质子在D形盒内逆时针转动，根据左手定则，可判断磁场方向垂直纸面向里；当质子离开加速器时

，

，联立可得

；
（2）质子在加速器内要实验回旋加速，要求盒间电场变化的周期与质子做圆周运动的周期相同，即

，结合

，可得

；
(3)质子加速一次

，所以加速的次数

，所以运动的时间

。

练习册系列答案

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q=-1.0×10^-4C；带电粒子恰好从P点垂直AB边以速度v=2×10⁵m/s进入磁场，则
（1）求带电微粒的初速度v₀；
（2）若带电微粒第一次垂直穿过AC，则求磁感应强度B₁及第一次在B₁中飞行时间；
（3）带电微粒再次经AC边回到磁场B₁后，求

的取值在什么范围可以使带电微粒只能从BC边穿出？

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A．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外

B．加速电场的电压越大，能通过狭缝P的带电粒子的速率越大

C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于

D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越大

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（1）带电粒子能被加速的最大动能E_k；
（2）带电粒子在D₂盒中第n个半圆的半径；
（3）若带电粒子束从回旋加速器输出时形成的等效电流为I，求从回旋加速器输出的带电粒子的平均功率

．

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B．磁感应强度B不变，若加速电压U不变， D形盒半径R越大、质子的能量E将越大

C．D形盒半径R、磁感应强度B不变，若加速电压U越高, 质子的在加速器中的运动时间将越长

D．D形盒半径R、磁感应强度B不变，若加速电压U越高，质子在加速器中的运动时间将越短

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