北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)是目前國際上唯一高亮度正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)，因此作為世界上一個(gè)重要的高能物理實(shí)驗(yàn)研究基地對(duì)國外開放。正、負(fù)電子對(duì)撞機(jī)由直線加速器P、電子分離器Q、環(huán)形儲(chǔ)存器M和對(duì)撞室D組成，如圖所示，加速器出口環(huán)心在一條直線上。被加速器P加速后的正、負(fù)電子相隔時(shí)間先后由點(diǎn)以相同速度進(jìn)入電子分離器Q，分離后分別沿圓環(huán)切線方向由注入M，在M中恰沿環(huán)做圓周運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，最終在D中實(shí)現(xiàn)對(duì)撞。為了實(shí)現(xiàn)正、負(fù)電子的分離和在環(huán)形儲(chǔ)存器內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，并保證正、負(fù)電子在D中相遇，在環(huán)外分離器Q區(qū)域和環(huán)內(nèi)區(qū)域分別加有勻強(qiáng)磁場。已知圖中 ，電子質(zhì)量為m，電荷量為e，環(huán)的半徑遠(yuǎn)大于環(huán)管半徑，除在D中碰撞外忽略電子間的相互作用，求：

（1）區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度及的方向關(guān)系；

（2）環(huán)的最大半徑R。

（1）；方向相反

（2）


解析:

（1）設(shè)電子在分離器中偏轉(zhuǎn)的軌道半徑為，在中，   ①，

   ②，

因此電子在Q和M中運(yùn)動(dòng)的周期相同，且   ③，

正、負(fù)電子從O第一次到D的時(shí)間為相等，因此要讓正、負(fù)電子在D中相遇，有     ④，

由②③④解得     ⑤，

由電子偏轉(zhuǎn)方向可判斷，Q、M中磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向相反。

（2）由②⑤得       ⑥，

當(dāng)時(shí)，環(huán)的半徑最大，且         ⑦。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的儲(chǔ)存環(huán)是周長為L的圓環(huán)．加速后電子在環(huán)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速率可近似地認(rèn)為是光速C，若其等效電流的大小為I，基本電荷為e，則電子在環(huán)中運(yùn)動(dòng)的周期為
 
，環(huán)中約有
 
個(gè)電子在運(yùn)行．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)是目前國際上唯一高亮度正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)，因此作為世界上一個(gè)重要的高能物理實(shí)驗(yàn)研究基地對(duì)國外開放．正、負(fù)電子對(duì)撞機(jī)由直線加速器P、電子分離器Q、環(huán)形儲(chǔ)存器M和對(duì)撞室D組成，如圖所示，P、加速器出口O、環(huán)心O′、D在一條直線上．被加速器P加速后的正、負(fù)電子相隔時(shí)間t0先后由O點(diǎn)以相同速度v0進(jìn)入電子分離器Q，分離后分別沿圓環(huán)切線方向由a、b注入M，在M中恰沿環(huán)做圓周運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，最終在D中實(shí)現(xiàn)對(duì)撞．為了實(shí)現(xiàn)正、負(fù)電子的分離和在環(huán)形儲(chǔ)存器內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，并保證正、負(fù)電子在D中相遇，在環(huán)外分離器Q區(qū)域和環(huán)內(nèi)區(qū)域分別加有勻強(qiáng)磁場B1和B2．已知圖中∠O1O′O=∠O2O′O=30°，電子質(zhì)量為m，電荷量為e，環(huán)的半徑R遠(yuǎn)大于環(huán)管半徑r，除在D中碰撞外忽略電子間的相互作用，求：精英家教網(wǎng)
（1）Q、M區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1、B2及B1與B2的方向關(guān)系；
（2）環(huán)的最大半徑R．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的核心部分是使電子加速的環(huán)形室，若一電子在環(huán)形室中作半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)了1圈回到原位置，則其位移和路程分別是（　　）
A、0，2πRB、2πR，2πRC、2R，2RD、2R，2πR

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：新五星級(jí)題庫高中物理 題型：043

我國1989年初投入運(yùn)行的高能粒子加速器－－北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)是一種現(xiàn)代的新型加速器．正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的最后部分的簡化示意圖如圖所示(俯視圖)，位于水平面內(nèi)的粗實(shí)線所示的圓環(huán)形真空管是正負(fù)電子作圓周運(yùn)動(dòng)的“容器”，經(jīng)過加速器加速后的正負(fù)電子被分別引入該管道時(shí)，具有相等的速率v，它們沿管道向相反的方向運(yùn)動(dòng)．在管道內(nèi)控制它們轉(zhuǎn)彎的是一系列圓形電磁鐵，即圖中的A1、A2、A3、…An，共n個(gè)，均勻分布在整個(gè)圓環(huán)上，每個(gè)電磁鐵內(nèi)的磁場都是勻強(qiáng)磁場，并且磁感應(yīng)強(qiáng)度都相同，方向豎直向下，磁場區(qū)域的直徑為d．改變電磁鐵內(nèi)電流的大小，就可以改變磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，從而改變電子偏轉(zhuǎn)的角度．經(jīng)過精確的調(diào)整，首先實(shí)現(xiàn)電子在環(huán)行管道中沿圖(a)中粗虛線所示的軌跡運(yùn)動(dòng)，這時(shí)電子經(jīng)過每個(gè)電磁鐵時(shí)射入點(diǎn)和射出點(diǎn)都在電磁鐵的同一條直徑的兩端，如圖(b)所示．這就為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)正負(fù)電子對(duì)撞做好了準(zhǔn)備．

(1)試確定正負(fù)電子在管道內(nèi)各自的旋轉(zhuǎn)方向．

(2)已知正負(fù)電子的質(zhì)量都是m、所帶電荷都是元電荷e，重力可不計(jì)．求電磁鐵內(nèi)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大�。�

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案