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都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強磁場中，如圖所示，則下列說法中錯誤的是（　　）

• 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動的時間
• C．只增大磁場的磁感應強度，可增大帶電粒子射出時的動能
• D．用同一回旋加速器可以同時加速質子（

  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來加速粒子，粒子在磁場中運動的周期等于交流電的周期，當粒子從D形盒出來時速度最大．

解答：解：AC、根據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，與D形金屬盒內的磁感應強度有關，磁感應強度越大，動能越大．故A錯誤，C正確；
B、根據T=

2πm

qB

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

Ek

qU

，即狹縫間的加速電壓越大，加速次數越少，則粒子在回旋加速器中運動的時間越短，故B錯誤；
D、根據T=

2πm

qB

，比荷不同，則粒子在磁場中的周期不同，故不能同時加速．故D錯誤．
題目要求選錯誤的，故選：ABD．

點評：解決本題的關鍵知道回旋加速器利用電場加速和磁場偏轉來加速粒子，以及知道粒子在磁場中運動的周期等于交流電的周期．