Question

【題目】回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其主體部分是兩個D形金屬盒．兩金屬盒處在垂直于盒底的勻強磁場中，a、b分別與高頻交流電源兩極相連接，下列說法正確的是（不計粒子通過窄縫的時間及相對論效應） (　　)：

A. 帶電粒子從磁場中獲得能量

B. 帶電粒子的運動周期是變化的

C. 磁場對帶電粒子只起換向作用，電場起加速作用

D. 增大金屬盒的半徑粒子射出時的動能不變

Answer 1

【答案】C

【解析】

本題主要考查回旋加速器的工作原理。根據洛倫茲力不做功可知帶電粒子在電場中加速且獲得能量；根據動能公式和洛倫茲力提供向心力公式可求得粒子的動能與哪些因素有關。

A、離子在磁場中受到洛倫茲力，但不做功，故A錯誤；B、帶電粒子源源不斷的處于加速狀態，雖速度增大，但在磁場中周期不變，所以粒子的運動周期是固定的，故B錯誤；C、離子由加速器的中心附近進入電場中加速后，進入磁場中偏轉，故C正確；D、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①②可得 ，顯然，當帶電粒子q、m一定的，則Ekm∝R2B2，即Ekm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D錯誤。