(2014·青岛)归纳式探究-研究带电粒子在回旋加速器中的运动:
(1)磁体周围存在磁场,磁场的强弱用磁感应强度描述,用符号B表示,单位是特斯拉,符号是T.我们可以用磁感线的疏密程度形象地表示磁感应强度的大小.磁感应强度大的地方,磁感线密;磁感应强度小的地方,磁感线疏.
条形磁体外部的磁感线分布如图甲所示,则a、b两点磁感应强度较大的是 .
磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场叫做匀强磁场.
(2)回旋加速器的原理如图乙所示,D1和D2是两个中空的半径为R的半圆金属盒,被置于与盒面垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中,它们接在电压一定的交流电源上,从D1的圆心O处释放不同的带电粒子(加速度可以忽略,重力不计),粒子在两金属盒之间被不断加速,最终离开回旋加速器时,获得一定的最大动能.改变带电粒子质量为m,电荷量为q,磁感应强度B,金属盒半径R,带电粒子的最大动能Ek随之改变.得到数据如表:
次数 |
m/kg |
q/C |
B/T |
R/m |
Ek/J |
1 |
3.2×10-27 |
1.6×10-19 |
1×10-2 |
1 |
4×10-16 |
2 |
6.4×10-27 |
1.6×10-19 |
1×10-2 |
1 |
2×10-16 |
3 |
3.2×10-27 |
4.8×10-19 |
1×10-2 |
1 |
36×10-16 |
4 |
6.4×10-27 |
1.6×10-19 |
2×10-2 |
1 |
8×10-16 |
5 |
1.6×10-27 |
1.6×10-19 |
1×10-2 |
3 |
72×10-16 |
①Ek= k ,其中k= (填上数值和单位).
②对于同一带电粒子.在不同的同旋加速器中,要获得相同的最大动能,则金属盒半径R与磁感应强度B的关系可以用图象中的图线 表示.
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