回旋加速器是用来加速带电粒子的装置,图为回旋加速器的示意图.

、

是两个中空的铝制半圆形金属扁盒,在两个D形盒正中间开有一条狭缝,两个

形盒在高频交流电源上.在

盒中心

处有粒子源,产生的带正电粒子在两盒之间被电场加速后进入

盒中.两个

形盒处于与盒面垂直的匀强磁场中,带电粒子在磁场力的作用下做匀速圆周运动,经过半个圆周后,再次到达两盒间的狭缝,控制交流电源电压的周期,保证带电粒子经过狭缝时再次被加速.如此,粒子在做圆周运动的过程中一次一次地经过狭缝,一次一次地被回速,速度越来越大,运动半径也越来越大,最后到达

形盒的边缘,沿切线方向以最大速度被导出.已知带电粒子的电荷量为

,质量为

,加速时狭缝间电压大小恒为

,磁场的磁感应强度为

,

形盒的半径为

,狭缝之间的距离为

.设从粒子源产生的带电粒子的初速度为零,不计粒子受到的重力,求:

(

)带电粒子能被加速的最大动能

.
(

)带电粒子在

盒中第

个半圆的半径.
(

)若带电粒子束从回旋加速器输出时形成的等效电流为

,求从回旋加速器输出的带电粒子的平均功率

.