②.回旋次数越多,粒子获得的速度越大吗?通过推导说明粒子加速的最大速度由什么决定?
③.要提高带电粒子的最终能量,应采取什么措施?
针对训练3.如图所示为回旋加速器的示意图,已知D形盒的半径为R,中心上半面出口处O放有质量为m、带电荷量为q的正粒子源,若磁感应强度大小为B;求:
(1)加在D形盒间的高频电源的频率;
(2)粒子加速后的最大能量.
拓展训练3.已知回旋加速器中D形盒内匀强磁场的磁感应强度B=1.5T,D形盒的半径为R=60 cm,两盒间电压U=2×104 V,今将α粒子从间隙中心某处向D形盒内近似等于零的初速度,垂直于半径的方向射入,忽略加速时间,求粒子在加速器内运行的时间的最大可能值。
强化练习
1. 两个带电粒子沿垂直磁场方向射入同一匀强磁场,它们在磁场中作匀速圆周运动的半径相同,且转动方向也相同,那么这两粒子的情况是 ( )
A.两粒子的速度大小一定相同 B.两粒子的质量一定相同
C.两粒子的运动周期一定相同 D.两粒子所带电荷种类一定相同
2. 在匀强磁场中,一个带电粒子作匀速圆周运动,如果又顺利垂直进入另一磁感应强度是原来磁感应强度2倍的匀强磁场,则 ( )
A.粒子的速率加倍,周期减半 B.粒子的速率加倍,轨道半径减半
C.粒子的速率减半,轨道半径变为原来的1/4 D.粒子的速率不变,周期减半
3. 质子和α粒子以相同的速度垂直进入同一匀强磁场中,它们在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动,它们的轨道半径和运动周期关系是 ( )
A.R:R=1:2, T :T=1:2 B. R:R=2:1, T :T=1:2
C. R:R=1:2, T :T=2:1 D. R:R=1:4, T :T=1:4
4. 处在匀强磁场内部的两个电子A和B分别以速率v和2v垂直射入匀强磁场,经偏转后,哪个电子先回到原来的出发点? ( )
A.同时到达 B.A先到达 C.B先到达 D.无法判断
5. 1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器,其原理如图所示。这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成,其间留有空隙。下列说法正确的是......( )
A.离子由加速器的中心附近进入加速器
B.离子由加速器的边缘进入加速器
C.离子从磁场中获得能量
D.离子从电场中获得能量