Question

【題目】1932年勞倫斯制成了世界上第一臺回旋加速度，其原理如圖所示。這臺加速器由兩個銅質D形盒D1、D2構成，其間留有空隙。不計電場中加速時間和相對論效應，則（　　）

A. 離子由加速器的邊緣進入加速器

B. 離子由加速器的中心附近進入加速器

C. 加速電場的周期隨粒子速度增大而增大

D. 粒子從D形盒射出時的動能與加速電場的電壓無關

Answer 1

【答案】BD

【解析】

離子由加速器的中心附近進入加速器，而從邊緣離開加速器；洛倫茲力并不做功，而電場力對離子做正功，可知離子能從電場獲得能量。當離子在磁場中圓周運動的半徑等于D形盒半徑時，速度最大，動能最大，根據洛倫茲力充當向心力，列式得到最大動能的表達式，再進行分析增加最大動能的方法。

AB．要加速次數最多最終能量最大，則被加速離子只能由加速器的中心附近進入加速器，而從邊緣離開加速器，故A錯誤，B正確；

C．據回旋加速器的工作原理知，電場的周期等于粒子在磁場運動的周期。所以，與離子的速度大小無關。故C錯誤；

D．離子在磁場中洛倫茲力提供向心力，所以，所以據表達式可知，離子獲得的最大動能取決于D形盒的半徑，所以最大動能為，與加速電場的電壓無關。故D正確；

故選BD。