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1、专题五应用【达标指要】1理解速度选择器、等离子发电机、回旋加速器等工作原理2应用电学、力学基本原理解决实际问题【名题精析】 dU图11-5-1例1:回旋加速器是用来加速一群带电粒子使它获得很大动能的仪器,其核心部分是两个D形金属扁盒,两盒分别和一高频交流电源两极相接,以便在盒间的窄缝中形成匀强电场,使粒子每穿过狭缝都得到加速,两盒放在匀强磁场中,磁场方向垂直于盒底面,离子源置于盒的圆心附近,若离子源射出的离子电荷量为q,质量为m粒子最大回转半径Rm,其运动轨迹如图11-5-1所示问:(1)盒内有无电场?(2)离子在盒内做何种运动?(3)所加交流电频率应是多大,离子角速度为多大?(4)离子离开加
2、速器时速度多大,最大动能为多少?(5)设两D形盒的电势差为U,盒间距离为d,其电场均匀,求加速到上述能量所需时间分析与解:(1)扁盒由金属导体制成,具有屏蔽外电场作用,盒内无电场(2)带电粒子在盒内做匀速圆周运动,每次加速之后半径变大(3)离子在电场中运动时间极短,因此高频交流电压频率要符合离子回旋频率 ,回旋频率,角速度(4)设离子最大回旋半径为Rm,所以Rm,最大动能(5)离子每旋转一周增加能量2qU提高到Ekm的旋转次数为在磁场中运动的时间若忽略离子在电场中运动时间,t磁可视为总时间,若考虑离子在电场中运动时间,在D形盒两窄缝间的运动可视为初速为零的匀加速直线运动 ,粒子在加速过程中的总时间 ,通常t电t磁(d5 8(1)d-c;(2)E=Bdv;(3)I=neSv 9(1)F=abp;(2)E=;(3)P= 10(1);(2);(3)cm 11(1)低于;(2)F洛=Bev;(3)F电=Bev;(4)k=Ud/IB= 12正电子逆时针,负电子顺时针B= 13(1)磁场和电场方向分别是:竖直向上、竖直向上;且电子在磁场中做匀速圆周运动,在电场中做类平抛运动,在无场区中做匀速直线运动(2)B=9.010-5T,E=144V/m 14能用电场来分离,粒子偏转角度比质子
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