Question

20．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D形盒，兩盒間的軌道中形成周期性變化的電場，兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強磁場中．若已知回旋加速器D形盒的半徑r、勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，一個質(zhì)量為m，電荷量為q的粒子在加速器的中央從速度為0開始加速．下列回旋加速器說法中正確的是（　　）

• A． 回旋加速器所加交變加速電壓的周期與粒子在該磁場中做勻速圓周運動的周期相等
• B． 粒子離開回旋加速器時的動能大小是$\frac{{q}^{2}{B}^{2}{r}^{2}}{2m}$
• C． 粒子從磁場中獲得能量，電場中改變方向
• D． 狹縫間交變加速電壓越大，帶電粒子從D形盒射出時的動能越大

Answer 1

分析 帶電粒子在回旋加速器中，靠電場加速，磁場偏轉(zhuǎn)，通過帶電粒子在磁場中運動半徑公式得出帶電粒子射出時的速度，看與什么因素有關(guān)．

解答 解：A、根據(jù)回旋加速器的原理可知，回旋加速器所加交變加速電壓的周期與粒子在該磁場中做勻速圓周運動的周期相等．故A正確；
B、D、根據(jù)qv_mB=m$\frac{{v}_{m}^{2}}{R}$，得v_m=$\frac{qBR}{m}$，那么質(zhì)子獲得的最大動能E_Km=$\frac{{q}^{2}{B}^{2}{R}^{2}}{2m}$，與加速的電壓無關(guān)，與磁感應(yīng)強度的大小有關(guān)，故B正確，D錯誤；
C、回旋加速器是利用電場加速，磁場偏轉(zhuǎn)來加速粒子，電場中不改變方向．故C錯誤；
故選：AB．

點評 解決本題的關(guān)鍵知道回旋加速器運用電場加速，磁場偏轉(zhuǎn)來加速帶電粒子，但要注意粒子射出的動能與加速電壓無關(guān)，與磁感應(yīng)強度的大小有關(guān)．