Question

【題目】在高能物理研究中，回旋加速器起著重要作用，其工作原理如圖所示。D1和D2是兩個中空的半圓金屬盒，它們之間有一定的電勢差。兩個半圓盒處于與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場中。中央O處的粒子源產(chǎn)生的α粒子，在兩盒之間被電場加速，α粒子進(jìn)入磁場后做勻速圓周運(yùn)動。忽略α粒子在電場中的加速時間。下列說法正確的是：

A. α粒子運(yùn)動過程中電場的方向始終不變

B. α粒子在磁場中運(yùn)動的周期越來越大

C. 磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，α粒子離開加速器時的動能就越大

D. 兩盒間電勢差越大，α粒子離開加速器時的動能就越大

Answer 1

【答案】C

【解析】

A.粒子在電場中被加速，所以粒子運(yùn)動半個圓周之后再次進(jìn)入電場時，與上次在電場中的運(yùn)動方向相反，所以電場必須改變方向，才能使粒子每次在電場中都能被加速。故A錯誤。

B. 粒子在磁場中運(yùn)動額周期公式為，粒子在運(yùn)動的過程中、和都不變，所以，粒子的運(yùn)動周期是不變的。故B錯誤。

C.由，可求出粒子的速度，則粒子的最大動能為,可知最大動能與計(jì)算器的半徑、磁感應(yīng)強(qiáng)度以及電荷的電荷量和質(zhì)量有關(guān)，磁場越強(qiáng)，粒子離開計(jì)算器時的動能越大。故C正確。

D. 粒子的最大動能為，與加速電壓的大小無關(guān)，即與兩盒間的電勢差無關(guān)。故D錯誤。