【答案】
分析：（1）根據(jù)動(dòng)能定理求出粒子被第一次加速后的速度，根據(jù)洛倫茲力提供向心力，利用牛頓第二定律求出軌道的半徑．
（2）回旋加速器是利用電場(chǎng)加速和磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)來(lái)加速粒子，根據(jù)動(dòng)能定理求出n次加速后的速度，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間公式求出加速的時(shí)間，再求出粒子偏轉(zhuǎn)的次數(shù)，從而得出在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的時(shí)間，兩個(gè)時(shí)間之和即為離開(kāi)離子源到被第n次加速結(jié)束時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間．
（3）根據(jù)回旋加速器的半徑，利用洛倫茲力提供向心力，求出最大速度，看最大速度有什么因素決定．
（4）若加速氘核，氘核從D盒邊緣離開(kāi)時(shí)的動(dòng)能與質(zhì)子的動(dòng)能相同．
解答：解：（1）設(shè)質(zhì)子經(jīng)過(guò)窄縫被第n次加速后速度為v
n，由動(dòng)能定理
①
第n次加速后質(zhì)子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R
n，由牛頓第二定律
②
由以上兩式解得
則
（2）由牛頓第二定律
③
質(zhì)子在狹縫中經(jīng)n次加速的總時(shí)間
④
聯(lián)立①③④解得電場(chǎng)對(duì)質(zhì)子加速的時(shí)間
質(zhì)子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期
⑤
粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 t
2=（n-1）
⑥
聯(lián)立⑤⑥解得
故質(zhì)子從離開(kāi)離子源到被第n次加速結(jié)束時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間
（3）設(shè)質(zhì)子從D盒邊緣離開(kāi)時(shí)速度為v
m 則：
⑦
質(zhì)子獲得的最大動(dòng)能為
⑧
所以，要提高質(zhì)子被此回旋加速器加速后的最大動(dòng)能，可以增大加速器中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B．
（4）若加速氘核，氘核從D盒邊緣離開(kāi)時(shí)的動(dòng)能為E
k′則：
⑨
聯(lián)立⑧⑨解得 B
1=
B 即磁感應(yīng)強(qiáng)度需增大為原來(lái)的
倍
高頻交流電源的周期T=
，由質(zhì)子換為氘核時(shí)，交流電源的周期應(yīng)為原來(lái)的
倍．
答：（1）質(zhì)子經(jīng)第1次加速后進(jìn)入一個(gè)D形盒中的回旋半徑與第2次加速后進(jìn)入另一個(gè)D形盒后的回旋半徑之比
；
（2）質(zhì)子從離開(kāi)離子源到被第n次加速結(jié)束時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間
；
（3）要提高質(zhì)子被此回旋加速器加速后的最大動(dòng)能，可以增大加速器中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；
（4）若使用此回旋加速器加速氘核，即磁感應(yīng)強(qiáng)度需增大為原來(lái)的
倍，交流電源的周期應(yīng)為原來(lái)的
倍．
點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵知道回旋加強(qiáng)器的工作原理，利用磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)，電場(chǎng)加速．以及知道回旋加強(qiáng)器加速粒子的最大動(dòng)能與什么因素有關(guān)．
