Question

【題目】回旋加速器是用來加速帶電粒子的裝置，如圖所示，它的核心部分是兩個D形金屬盒，兩盒相距很近，分別和高頻交流電源向連接，兩盒放在勻強磁場中，磁場方向垂直于盒底面，帶電粒子由加速器的中心附近進入加速器，直到達到最大圓周半徑時通過特殊裝置被引出。如果用同一回旋加速器分別加速氚核和α粒子（氚核和α粒子質量比為3：4，電荷量之比為1：2），則以下說法正確的是（　　）

A. 加速α粒子的交流電源的周期較大，α粒子獲得的最大動能較小

B. 若增大磁感應強度，則α粒子獲得的最大動能增大

C. 若增大加速電壓，氚核獲得的最大動能增大

D. 若增大加速電壓，氚核在加速器中運動的總時間變短

Answer 1

【答案】BD

【解析】

交流電源的周期T=；故用同一回旋加速器分別加速氚核和α粒子的周期之比為：

T1：T2= =3：2；根據qvB=m得，粒子出D形盒時的速度vm=，則粒子出D形盒時的動能Ekm= ，故氚核和α粒子，粒子出來時的最大動能之比為：

Ek1：Ek2= =1：3，故加速氚核的交流電源的周期較大，氚核獲得的最大動能較大，故A錯誤，根據上式，可知，若增大磁感應強度，則α粒子獲得的最大動能增大，故B正確；根據qvB=m得，粒子出D形盒時的速度vm=，則粒子出D形盒時的動能Ekm=，最大動能與電壓無關，故C錯誤；若增大加速電壓，加速的次數減少，故加速的時間減小，故D正確；故選BD。