Question

回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻電源的兩極相連接的兩個(gè)D形金屬盒，兩盒間的狹縫中有周期性變化的電場，使粒子在通過狹縫時(shí)都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場中，如圖所示，則下列說法中錯(cuò)誤的是（　�。�

• A．只增大狹縫間的加速電壓，可增大帶電粒子射出時(shí)的動能
• B．只增大狹縫間的加速電壓，可增大帶電粒子在回旋加速器中運(yùn)動的時(shí)間
• C．只增大磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，可增大帶電粒子射出時(shí)的動能
• D．用同一回旋加速器可以同時(shí)加速質(zhì)子（

  1 1

  H）和氚核（

  3 1

  H）

Answer 1

分析：回旋加速器利用電場加速和磁場偏轉(zhuǎn)來加速粒子，粒子在磁場中運(yùn)動的周期等于交流電的周期，當(dāng)粒子從D形盒出來時(shí)速度最大．

解答：解：AC、根據(jù)qvB=m

v2

R

得：v=

qBR

m

則最大動能E_k=

1

2

mv²=

q2B2R2

2m

，可見帶電粒子射出的最大動能與金屬盒之間的電壓無關(guān)，與D形金屬盒內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，動能越大．故A錯(cuò)誤，C正確；
B、根據(jù)T=

2πm

qB

，粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的周期與速度大小無關(guān)，即粒子在磁場中每半圈的運(yùn)動時(shí)間相同，則粒子在回旋加速器中運(yùn)動的時(shí)間決定于做圓周運(yùn)動的次數(shù)，在磁場中做半圓周運(yùn)動的次數(shù)與加速的次數(shù)相同，而加速次數(shù)n=

Ek

qU

，即狹縫間的加速電壓越大，加速次數(shù)越少，則粒子在回旋加速器中運(yùn)動的時(shí)間越短，故B錯(cuò)誤；
D、根據(jù)T=

2πm

qB

，比荷不同，則粒子在磁場中的周期不同，故不能同時(shí)加速．故D錯(cuò)誤．
題目要求選錯(cuò)誤的，故選：ABD．

點(diǎn)評：解決本題的關(guān)鍵知道回旋加速器利用電場加速和磁場偏轉(zhuǎn)來加速粒子，以及知道粒子在磁場中運(yùn)動的周期等于交流電的周期．