考前回归16 回旋加速器最大动能-【奇点物理】冲刺2020高考物理考前回归

奇点物理《考前回归》 高考物理教研互助联盟 回归16回旋加速器最大动能 如图所示,D、D2是半圆形金属盒,D形盒的缝隙处接交流电源.D形盒处于匀强 磁场中.做圆周运动的周期相等,粒子在圆周运动的过程中一次一次地经过D形盒缝隙, 两盒间的电势差一次一次地反向,粒子就会被一次一次地加速,42”么 得EAB2P B 2m D 接交流电源 【例1】回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频电源的两极相连 接的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中有周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能 得到加速,两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示,则下列说法中正确 的是( A.只增大狭缝间的加速电压,可增大带电粒子射出时的动能 奇点物理《考前回归》 高考物理教研互助联盟 D型盒的边缘,获得最大速度后射出 置于高真空中的D形金属盒的最大轨道半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的 时间可以忽略不计.粒子源S射出的是质子流,初速度不计,D形盒的交流电压为U, 静止质子经电场加速后,进入D形盒,磁场的磁感应强度B,质子的质量为m,电量为 求: (1)质子最初进入D形盒的动能多大? (2)质子经回旋加速器最后得到的动能多大? (3)要使质子每次经过电场都被加速,则加交流电源的周期是多少? DI X××x Dy 出口处 ×A××高频电 xx/21 图甲 图乙 【解析】(1)质子最初进入D形盒被电场第一次加速,据动能定理得: qU=3mv2所以初动能为qU 奇点物理《考前回归》 高考物理教研互助联盟 (2)质子在磁场中洛伦兹力提供向心力,所以qUB=m-所以r=据表达式可知, 质子获得的最大动能取决于D形盒的半径,所以最大动能为DB2P2 2 (3)据回旋加速器的工作原理知,电场的周期等于粒子在磁场运动的周期.所以 2 nr 2m