Question

圖甲是回旋加速器的原理示意圖．其核心部分是兩個(gè)D型金屬盒，在加速帶電粒子時(shí)，兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場中（磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒定），并分別與高頻電源相連．加速時(shí)某帶電粒子的動(dòng)能E_K隨時(shí)間t變化規(guī)律如圖乙所示，若忽略帶電粒子在電場中的加速時(shí)間，則下列判斷正確的是（　　）

A．在E_K-t圖象中t₄-t₃=t₃-t₂=t₂-t₁

B．高頻電源的變化周期應(yīng)該等于t_n-t_n-1

C．粒子加速次數(shù)越多，粒子最大動(dòng)能一定越大

D．D形盒的半徑越大，粒子獲得的最大動(dòng)能越大

Answer 1

分析：回旋加速器工作條件是交流電源的周期必須和粒子在磁場中圓周運(yùn)動(dòng)的周期一致，由公式T=

2πm

qB

和r=

mv

qB

進(jìn)行分析判斷．

解答：解：
A、根據(jù)T=

2πm

qB

知，粒子回旋周期不變，在E_k-t圖中應(yīng)有t₄-t₃=t₃-t₂=t₂-t₁，故A正確；
B、交流電源的周期必須和粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的周期一致，故電源的變化周期應(yīng)該等于2（t_n-t_n-1），故B錯(cuò)誤；
C、D根據(jù)公式r=

mv

qB

，得v=

qBr

m

，故最大動(dòng)能E_km=

1

2

mv2=

q2B2r2

2m

，則知粒子獲得的最大動(dòng)能與D形盒的半徑有關(guān)，D形盒的半徑越大，粒子獲得的最大動(dòng)能越大，與加速的次數(shù)無關(guān)．故C錯(cuò)誤，D正確；
故選AD

點(diǎn)評：本題考查了回旋加速器的原理，特別要記住粒子獲得的最大動(dòng)能是由D型盒的半徑?jīng)Q定的．