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的兩個(gè)D形盒，兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場(chǎng)，使粒子在通過(guò)狹縫時(shí)都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示，關(guān)于回旋加速器的下列說(shuō)法正確的是（　　）

A．狹縫間的電場(chǎng)對(duì)粒子起加速作用，因此加速電壓越大，帶電粒子從D形盒射出時(shí)的動(dòng)能越大

B．磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子的洛侖茲力對(duì)粒子不做功，因此帶電粒子從D形盒射出時(shí)的動(dòng)能與磁場(chǎng)的強(qiáng)弱無(wú)關(guān)

C．帶電粒子做一次圓周運(yùn)動(dòng)，要被加速兩次，因此交變電場(chǎng)的周期應(yīng)為圓周運(yùn)動(dòng)周期的二倍

D．用同一回旋加速器分別加速不同的帶電粒子，一般要調(diào)節(jié)交變電場(chǎng)的頻率

Answer 1

分析：帶電粒子在回旋加速器中，靠電場(chǎng)加速，磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)，通過(guò)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑公式得出帶電粒子射出時(shí)的速度，看與什么因素有關(guān)．

解答：解：A、根據(jù)qvB=m

v2

R

，解得v=

qBR

m

，帶電粒子射出時(shí)的動(dòng)能EK=

1

2

mv2=

q2B2R2

2m

，與加速的電壓無(wú)關(guān)，與磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小有關(guān)．故A、B錯(cuò)誤．
C、交變電場(chǎng)的周期與帶電粒子運(yùn)動(dòng)的周期相等，帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期T=

2πm

qB

，與粒子的速度無(wú)關(guān)，所以加速后，交變電場(chǎng)的周期不需改變，不同的帶電粒子，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期不等，所以加速不同的帶電粒子，一般要調(diào)節(jié)交變電場(chǎng)的頻率．故C錯(cuò)誤，D正確．
故選D．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵知道回旋加速器運(yùn)用電場(chǎng)加速，磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)來(lái)加速帶電粒子，但要注意粒子射出的動(dòng)能與加速電壓無(wú)關(guān)，與磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小有關(guān)．