雷神_粒子加速器.pdfVIP

（ 重庆理综 ）题 图为某种离子加速器的设计方 2015 9 9 案．两个半圆形金属盒内存在相同的垂直于纸面向外的匀 强磁场．其中 和  是间距为 的两平行极板，其 MN MN h    上分别有正对的两个小孔 和 ， ， 为 O O ON ONd P 靶点，  （ 为大于1的整数）．极板间存在方向 OPkd k m 向上的匀强电场，两极板间电压为 ．质量为 、带电量 U q  为 的正离子从 点由静止开始加速，经 进入磁场区 O O 域．当离子打到极板上  区域（含 点）火外壳上时将会被吸收．两虚线之间的区域 ON N 无电场和磁场存在，离子可匀速穿过．忽略相对论效应和离子所受的重力．求： （1）离子经过电场仅加速一次后能打到 点所需的磁感应强度大小； P （）能使离子打到 点的磁感应强度的所有可能值；2 P （）打到 点的能量最大的离子在磁场汇总运动的时间和在电场中运动的时间．3 P （ 浙江理综 ）使用回旋加速器的实验需要把离子从加速器中引出，离子束引出的方 2015 25 m v 法有磁屏蔽通道法和静电偏转法等．质量为 、速度为 的离子在回旋加速器内旋转，旋 转轨道是半径为 的圆，圆心在 点，轨道在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度为 ．r O B 为引出离子束，使用磁屏蔽通道法设计引出器．引出器原 理如图所示，一对圆弧形金属板组成弧形引出通道，通道 的圆心位于 点 （ 点图中未画出）．引出离子时，令引  O O 出通道内磁场的磁感应强度降低，从而使离子从 点进入 P Q OQ OQ 通道，沿通道中心线从 点射出．已知 长度为 ． 与 的夹角为 ． L OP  q （1）求离子的电荷量 并判断其正负； Q （2）离子从 点进入， 点射出，通道内匀强磁场的磁感应强度应降为 ，求 ；  P B B （）换用静电偏转法引出离子束，维持通道内的原有磁感应强度 不变，在内外金属板间3 B Q 加直流电压，两板间产生径向电场，忽略边缘效应．为使离子仍从 点进入， 点射出， P 求通道内引出轨迹处电场强度 的方向和大小． E （2014天津理综12）同步加速器在粒子物理