专题五应用【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，其核心部分是两个D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，离子源置于盒的圆心附近，若离子源射出的离子电荷量为q，质量为m粒子最大回转半径Rm，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？（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？（5）设两D形盒的电势差为U，盒间距离为d，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（4）设离子最大回旋半径为Rm，所以Rm＝，．dU图11-5-1最大动能（5）离子每旋转一周增加能量2qU．提高到Ekm的旋转次数为在磁场中运动的时间若忽略离子在电场中运动时间，t磁可视为总时间，若考虑离子在电场中运动时间，在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，通常t电<
