2019-2020年高三物理 专题五 应用复习讲义

2019-2020年高三物理 专题五 应用复习讲义【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】例1：回旋加速器是用来加速一群带电

2019-2020年高三物理专题五应用复习讲义 【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】 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 D 两个形金属扁盒，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 qmR 子源置于盒的圆心附近，若离子源射出的离子电荷量为，质量为粒子最大回转半径， m 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？ 11-5-1 图 （3）所加交流电频率应是多大，离子角速度为多大？ （4）离子离开加速器时速度多大，最大动能为多少？ DUd （5）设两形盒的电势差为，盒间距离为，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 RR （4）设离子最大回旋半径为，所以＝，． mm 最大动能 2qUE （5）离子每旋转一周增加能量．提高到的旋转次数为 km 在磁场中运动的时间 t 若忽略离子在电场中运动时间，可视为总时间，若考虑离子在电场中运动时间，在 磁 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 ttdR ，通常<<（<<） m 电磁