Question

來自質子源的質子（初速度為零），經一直線加速器加速，形成電流I的細柱形質子流，巳知質子源與靶間的距離為d，質子質量為m，電荷量為e．假定分布在質子源到靶之間的加速電場是均勻的，且質子源到靶之間的電壓為U，則質子源與靶間的質子數為（　　）

• A、

  Id

  e

  m 2Ue

• B、

  Id

  e

  2m Ue

• C、

  2Id

  e

  m Ue

• D、

  Id

  2e

  m Ue

Answer 1

分析：質子數與電荷量有關系，電荷量有與電流和質子的飛行時間有關．設飛行時間為t，通過位移與速度的關系，可求出運動的時間．然后電荷量與電流的關系，q=It，所以質子數為n=

q

e

，從而即可求解．

解答：解：距離為d，設速度為v，則時間t=

d

v 2

，
質子在電場力作用下，根據動能定理，則有

1

2

mv2=eU
電流為I，則在t時間內通過的電量為q=It
所以質子數目N=

It

e

=

I d v 2

e

=

Id

e

2m Ue

，故B正確，ACD錯誤；
故選B

點評：考查動能定理的應用，并掌握總電量=單一粒子子帶電量與總個數的積；及電流的表達式I=

q

t

的應用，同時要注意建立正確的物理模型．