1、如图所示,垂直纸面放置的两根固定长直导线a和b中通有大小相等的稳恒直流电流I,在a`、b连线的中垂线上放置另一段可自由运动的直导线c,当c中通以如图所示的直流电流时,结果c不受磁场力,则a、b中电流方向可能是( )
A、a中电流向里,b中电流向里
B、a中电流向外,b中电流向外
C、a中电流向里,b中电流向外
D、a中电流向外,b中电流向里
4、电子感应加速器是利用变化磁场产生的电场加速电子的。在圆形磁铁的两极之间有一真空室,用交变电流励磁的电磁铁的在两极间产生交变磁场,从而在环形室内产生很强的电场,使电子加速,被加速的电子同时在洛伦兹力的作用下沿圆形轨道运动,在10-1ms内电子已经获得很高的能量了,最后把电子收入靶室,进行实验工作。北京正负电子对撞机的环形室周长L=240m,加速后的电子在环中做圆周运动的速率接近光速,其等效电流大小I=8mA,则环中约有多少个电子在运行?(已知电子的电量e=1.6×10-19C ,真空中的光速c=3.0×108m/s)
第三章复习
3、有一回旋加速器,其匀强磁场的磁感应强度为B,所加速的带电粒子质量为m,带电量为q,
⑴试证明:回旋加速器所加高频交流电压的频率f=
⑵如果D形盒半圆周的最大半径R=0.6m,用它来加速质子,在把质子(质量m=1.67×10-27㎏,电量q=1.6×10-19C)从静止加速到具有4.0×107eV的能量,求所需匀强磁场的磁感应强度B。
2、回旋加速器中两D形盒所接的高频电源的周期应等于( )
A、被加速带电粒子做匀速圆周运动的周期
B、被加速带电粒子做匀速圆周运动周期的1/2
C、被加速带电粒子做匀速圆周运动周期的1/4
D、高频电源的周期与被加速带电粒子做匀速圆周运动的周期无关
1、一束含有不同带电粒子的粒子流垂直射入一匀强磁场中,在磁场中回转半径相同的是( )
A、动量大小相同的氘核和粒子 B、动能相同的质子和
粒子
C、动量大小相同的氘核和质子 D、角速度之比为1:1
12、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外加电场的变化周期为多少?
⑵粒子从加速器中射出时所具有的能量?
⑶粒子在加速器中被加速的时间共为多少?
[能力提升]
11、用一回旋加速质子,半圆形D盒电极半径为0.532m,盒内磁感应强度B=1.64T,已知质子的质量m=1.67×10-27㎏,电量q=1.6×10-19C。试求:
⑴所需高频交流电压的频率为多少?
⑵质子能达到的最大能量是多少?
10、图所示是质谱仪示意图,它可以测定单个离子的质量,图中离子源S产生带电量为q的离子,经电压为U的电场加速后垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中,沿半圆轨道运动到记录它的照片底片P上,测得它在P上位置与A处相距为d,求该离子的质量m。
9、一回旋加速器,当外加磁场一定时,可把质子加速到v,使它获得动能EK,不考虑相对论效应,则:
(1)、它能把粒子加速到的最大速度为
(2)、能使粒子获得的最大动能为
(3)、加速粒子的交变电场的频率与加速质子的交变电场的频率之比为
8、一束
粒子通过一匀强磁场和匀强电场区域,两场的方向互相垂直,如图所示,电场强度E=2×104V/m,磁感应强度B=0.2T,电场和磁场的水平宽度d=0.2m,则每个
粒子从该区域左侧射入、右侧射出的过程中,所增加的动能是 eV。
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