将②代入,得t磁=
在电场中运动的时间t电===(d为D形盒狭缝的间距),
带电离子在回旋加速器中运动的总时间为t=t磁+t电=+
由于πRD≫d,所以t磁≫t电,所以通常计算带电粒子在回旋加速器中运动时,在时间方面考虑的都是做圆周运动的周期,而忽略通过间隙的时间,即t=t磁=.
[典例赏析]
[典例1] (2018·全国卷Ⅲ)如图,从离子源产生的甲、乙两种离子,由静止经加速电压U加速后在纸面内水平向右运动,自M点垂直于磁场边界射入匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁场左边界竖直.已知甲种离子射入磁场的速度大小为v1,并在磁场边界的N点射出;乙种离子在MN的中点射出;MN长为l.不计重力影响和离子间的相互作用.求
(1)磁场的磁感应强度大小;
(2)甲、乙两种离子的比荷之比.
[解析] (1)设甲种离子电荷量为q1,质量为m1,其在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为R1,对甲离子经加速电压U的加速过程由动能定理得q1U=m1v,由于甲离子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,
可得:q1v1B=m1
又因R1=
联立解得:B=
(2)设乙种离子所带电荷量为q2,质量为m2,其在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为R2,进入磁场时的速度为v2.
在电场中有:q2U=m2v
在磁场中有:q2v2B=m2
又因R2=