Question

回旋加速器是獲得高能帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電源的兩極相連接的兩個D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場，使粒子在通過狹縫時都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強磁場中，如圖8所示．若要增大帶電粒子從D形盒中射出時的動能，可采用的方法是（   ）

A．增大磁場的磁感應強度

B．增大電場的加速電壓

C．增大狹縫的距離

D．增大D形金屬盒的半徑

Answer 1

AD

解析試題分析：回旋加速器中帶電粒子在電場被加速，每通過電場，動能被增加一次；而在磁場里做勻速圓周運動，通過磁場時只改變粒子的運動方向，動能卻不變．因此帶電粒子在一次加速過程中，電場電壓越大，動能增加越大．但從D形盒中射出的動能，除與每次增加的動能外，還與加速次數有關．所以加速電壓越大，回旋次數越少，最大動能只由磁感應強度和D形金屬盒的半徑決定．
帶電粒子從D形盒中射出時的動能（1）
帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動，則圓周半徑（2）
由（1）（2）可得
顯然，當帶電粒子q、m一定的，則 ，
即E_km隨磁場的磁感應強度B、D形金屬盒的半徑R的增大而增大，與加速電場的電壓和狹縫距離無關，故選A、D．
考點：回旋加速器的工作原理；帶電粒子在勻強電場中的運動；帶電粒子在勻強磁場中的運動．
點評：解決本題的關鍵知道回旋加速器利用電場加速和磁場偏轉來加速粒子，以及知道粒子在磁場中運動的周期等于交流電的周期．