Question

電子感應(yīng)加速器是利用變化磁場(chǎng)產(chǎn)生的電場(chǎng)來加速電子的,如圖所示.在圓形磁鐵的兩極之間有一環(huán)形真空室,用交變電流勵(lì)磁的電磁鐵在兩極間產(chǎn)生交變磁場(chǎng),從而在環(huán)形室內(nèi)產(chǎn)生很強(qiáng)的電場(chǎng),使電子加速.被加速的電子同時(shí)在洛倫茲力的作用下沿圓形軌道運(yùn)動(dòng),設(shè)法把高能電子引入靶室,能使其進(jìn)一步加速.在一個(gè)半徑為r=0.84 m的電子感應(yīng)加速器中,電子在被加速的4.2×10^-3 s時(shí)間內(nèi)獲得的能量為12 MeV,這期間電子軌道內(nèi)的高頻交變磁場(chǎng)是線性變化的,磁通量從零增到1.8 Wb.電子共繞行了__________周.

電子感應(yīng)加速器結(jié)構(gòu)原理圖

Answer 1

2.8×10⁴

解析:

環(huán)形室內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

E==4.29×10² V

設(shè)電子在加速器中繞行了N周,則電場(chǎng)力做功NeE應(yīng)該等于電子動(dòng)能的增量,即

NeE=ΔE_k=12×10⁶×1.6×10^-19 J

解得N==2.8×10⁴(周).