Question

9．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交流電極相連接的兩個D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的電場，使粒子在通過狹縫時都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場中，如圖所示，要增大帶電粒子射出時的動能，則下列做法中正確的是（　�。�

• A． 增大偏轉(zhuǎn)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度
• B． 增大加速電場的電場強(qiáng)度
• C． 增大D形金屬盒的半徑
• D． 減小狹縫間的距離

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，根據(jù)洛倫茲力提供向心力求出粒子射出時的速度，從而得出動能的表達(dá)式，看動能與什么因素有關(guān)．

解答 解：粒子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，
由牛頓第二定律得：qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$，
解得：v=$\frac{qBr}{m}$，
粒子的動能：E_K=$\frac{1}{2}$mv²=$\frac{{q}^{2}{B}^{2}{r}^{2}}{2m}$，
由E_K=$\frac{{q}^{2}{B}^{2}{r}^{2}}{2m}$可知，增大q、B、D型盒的半徑、減小粒子質(zhì)量m可以增大粒子動能，
粒子的最大動能與加速電場的場強(qiáng)無關(guān)，與狹縫間的距離無關(guān)，故AC正確，BD錯誤．
故選：AC．

點評 解決本題的關(guān)鍵知道回旋加速器電場和磁場的作用，知道粒子的最大動能與加速的電壓無關(guān)，與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和D形盒的半徑有關(guān)．