科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解
質(zhì)量為m、電荷量為e的正、負(fù)電子分別經(jīng)過直線加速器加速后,從左、右兩側(cè)被導(dǎo)入裝置送入位于水平面內(nèi)的圓環(huán)形真空管道,且被導(dǎo)入的速度方向與圓環(huán)形管道中粗虛線相切。在管道內(nèi)控制電子轉(zhuǎn)彎的是一系列圓形電磁鐵,即圖中的A1、A2、A3…An,共n個,均勻分布在整個圓周上(圖中只示意性地用實線畫了幾個,其余的用虛線表示),每個電磁鐵內(nèi)的磁場都是磁感應(yīng)強(qiáng)度相同的勻強(qiáng)磁場,磁場區(qū)域都是直徑為d的圓形。改變電磁鐵內(nèi)電流的大小,就可改變磁場的磁感應(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,可使電子在環(huán)形管道中沿圖中粗虛線所示的軌跡運動,這時電子經(jīng)過每個電磁鐵時射入點和射出點都在圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域的同一條直徑的兩端,如圖乙所示。這就為實現(xiàn)正、負(fù)電子的對撞作好了準(zhǔn)備。
圖甲
圖乙
(1)據(jù)相對論知,當(dāng)1時,物體運動時的能量和靜止時的能量之差等于物體的動能。若正、負(fù)電子經(jīng)過直線加速器后的動能均為E0(能滿足vc),它們對撞后發(fā)生湮滅,電子消失,且僅產(chǎn)生一對頻率相同的光子,則此光子的頻率為多大?(已知普朗克常量為h,真空中的光速為c)?
(2)若電子剛進(jìn)入直線加速器第一個圓筒時速度大小為v0,為使電子通過直線加速器后速度為v,加速器所接正弦交流電壓的最大值應(yīng)當(dāng)多大?
(3)電磁鐵內(nèi)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多大?(相鄰兩電磁鐵的間距忽略不計)
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