例题1、如图所示,回旋加速器D型盒的半径为R,匀强磁场的磁感应强度为B,高频电场的电压为U,So为粒子源,S'为引出口。若被加速粒子的质量为m,电荷量为q,设粒子加速时质量不变,且不考虑粒子从粒子源出来时具有的能量。求:
⑴粒子从加速器中射出时所具有的能量?
⑵外加电场的变化周期为多少?
⑶粒子在加速器中被加速的时间共为多少?
答案与解析:
⑴R= v=所以E==
⑵T=
⑶设在该仪器中一共转了N周
每周转的能量E/=2Uq 所以N=
所以t=NT=
拓展提升:研究带电粒子在复合场中运动时,是否考虑重力要依据具体情况而定:
①微观基本粒子:如电子、质子、粒子、离子等,除有说明或有明确暗示以外,一般都不考虑重力。
②宏观带电颗粒,如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或有明确暗示以外,一般都不能忽略重力。
知识点2、速度选择器
例2、如图所示,在平行带电金属板间有垂直纸面向里的匀强磁场,质子()、氘核()、氚核()沿平行金属板方向以相同动能射入两板间,其中氘核沿直线运动未发生偏转,质子和氚核发生偏转后射出,则 ( )
A.偏向正极板的是质子
B.偏向正极板的是氚核
C.射出时动能最小的是质子
D.射出时动能最大的是氚核
答案:ACD
解析:三个粒子射入时动能相同,由E=mv2/2,得。三个粒子射入复合场中,都受到向下的电场力和向上的洛伦兹力,其中氘核沿直线运动未发生偏转,Bqv = qE