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          精英家教網 > 高中物理 > 題目詳情
          
			
          
				如圖所示，由質子源(質子源的大小不計)放出的質子(質量為m，電量為e)從靜止開始，被電壓為U1的加速電場加速后，緊接著垂直于電場方向進入長度為L，板間距為D，兩板間電壓為U2的水平放置的平行板偏轉電場中，并能全部穿過偏轉電場. 
          (1)試推導出質子流在偏轉電場中的偏轉角正切值的表達式.
          (2)在加速電場中，若加速電壓U1=800 kV，質子形成了電流強度I=1 mA粗細均勻的細柱形的質子流，已知e=1.6×10-19 C，則每秒內通過細柱形質子流橫截面的質子數為多少?
          (3)在(2)的條件下，選取在距離質子源l/4處的a點和加速電場的出口b點極小的一段質子流，則這兩小段質子流中的質子數N1和N2的比值為多少?
          			
          


			
          

		
          
		
		
	
          
		
          
			
          
				
          
				
          解：(1)質子在加速電場中時U1e=mV12  ① 
          當它進入偏轉電場中時E2=，電場力F=
          由牛頓第二定律：a=  ②
          質子在偏轉場中做類平拋運動，水平方向勻速運動，它穿過此電場所用時間t=  ③
          它在垂直于偏轉板方向做初速為零的勻加速運動，射出時，此方向的末速度V⊥t=at  ④
          其偏轉α的正切值為tanα=  ⑤
          由①②③④⑤得
          tanα=
          (2)設每秒通過細柱橫截面的質子數為n
          I==  n==6.25×1015個
          (3)當質子從粒子源到a點時
          ，即va=  ⑥
          同理：vb=  ⑦
          由于細柱各處電流相同，由I=nesv
          N1esva=N2esvb
          即==

          				
          
							
          
			
          
			
          
			
			
          
		
          
	
          

		
          

		





			
          
		
          
		
				
          
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          精英家教網正電子發(fā)射計算機斷層（PET）是分子水平上的人體功能顯像的國際領先技術，它為臨床診斷和治療提供全新的手段．
          （1）PET在心臟疾病診療中，需要使用放射正電子的同位素氮13示蹤劑．氮13是由小型回旋加速器輸出的高速質子轟擊氧16獲得的，反應中同時還產生另一個粒子，試寫出該核反應方程．
          （2）PET所用回旋加速器示意如圖，其中置于高真空中的金屬D形盒的半徑為R，兩盒間距為d，在左側D形盒圓心處放有粒子源S，勻強磁場的磁感應強度為B，方向如圖所示．質子質量為m，電荷量為q．設質子從粒子源S進入加速電場時的初速度不計，質子在加速器中運動的總時間為t（其中已略去了質子在加速電場中的運動時間），質子在電場中的加速次數于回旋半周的次數相同，加速質子時的電壓大小可視為不變．求此加速器所需的高頻電源頻率f和加速電壓U．
          （3）試推證當R＞＞d時，質子在電場中加速的總時間相對于在D形盒中回旋的時間可忽略不計（質子在電場中運動時，不考慮磁場的影響）．
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          精英家教網如圖所示，回旋加速器D形盒的半徑為R，所加磁場的磁感應強度為B，用來加速質量為m、電荷量為q的質子，質子從下半盒的質子源由靜止出發(fā)，加速到最大能量E后，由A孔射出．則下列說法正確的是（　�。�
          A、回旋加速器不能無限加速質子
          B、增大交變電壓U，則質子在加速器中運行時間將變短
          C、回旋加速器所加交變電壓的頻率為
          		2mE
          2πmR
          D、下半盒內部，質子的軌道半徑之比（由內到外）為1：
          		3
          ：
          		5
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          精英家教網如圖所示，回旋加速器D形盒的半徑為R，所加磁場的磁感應強度為B，用來加速質量為m、電荷量為q的質子，質子從下半盒的質子源由靜止出發(fā)，加速到最大動能E后由A孔射出，則下列說法正確的是（　�。�
          
                
          A、回旋加速器不能無限加速粒子
          B、質子在加速器中運行時間與交變電壓U大小無關
          C、回旋加速器所加交變電壓的頻率為
          		2mE
          2πmR
          D、下半盒內部質子的軌道半徑之比（由內到外）為1：
          		3
          ：
          		5
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          25．正電子發(fā)射計算機斷層（PET）是分子水平上的人體功能顯像的國際領先技術，它為臨床診斷和治療提供全新的手段。
          （1）PET在心臟疾病診療中，需要使用放射正電子的同位素氮13示蹤劑。氮13是由小型回旋加速器輸出的高速質子轟擊氧16獲得的，反應中同時還產生另一個粒子，試寫出該核反應方程。
          （2）PET所用回旋加速器示意如圖，其中置于高真空中的金屬D形盒的半徑為R，兩盒間距為d，在左側D形盒圓心處放有粒子源S，勻強磁場的磁感應強度為B，方向如圖所示。質子質量為m，電荷量為q。設質子從粒子源S進入加速電場時的初速度不計，質子在加速器中運動的總時間為t（其中已略去了質子在加速電場中的運動時間），質子在電場中的加速次數于回旋半周的次數相同，加速質子時的電壓大小可視為不變。求此加速器所需的高頻電源頻率f和加速電壓U。
          （3）試推證當Rd時，質子在電場中加速的總時間相對于在D形盒中回旋的時間可忽略不計（質子在電場中運動時，不考慮磁場的影響）。
          

			
          

			
          
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