Question

1932年，美國的物理學(xué)家勞倫斯設(shè)計出了回旋加速器．回旋加速器的工作原理如圖所示，置于高真空中的兩D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時間可以忽略不計．磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場與盒面垂直．A處粒子源產(chǎn)生的質(zhì)量為m、電荷量為+q粒子在加速器中被加速，其加速電壓恒為U．帶電粒子在加速過程中不考慮相對論效應(yīng)和重力的作用．則（　　）

A．帶電粒子在加速器中第1次和第2次做曲線運動的時間分別為t1和t2，則t1：t2=1：2

B．帶電粒子第1次和第2次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比r1：r2= 2 ：2

C．兩D形盒狹縫間的交變電場的周期T= 2πm qB

D．帶電粒子離開回旋加速器時獲得的動能為 B2q2R2 2m

Answer 1

A、帶電粒子在磁場中運動的周期與電場變化的周期相等，根據(jù)qvB=m

v2

r

，則v=

qBr

m

，周期T=

2πr

v

=

2πm

qB

，與粒子的速度無關(guān)，t₁：t₂=1：1．交變電場的周期也為

2πm

qB

．故A錯誤，C正確．
B、根據(jù)v²=2ax得，帶電粒子第一次和和第二次經(jīng)過加速后的速度比為

2

：2，根據(jù)r=

mv

qB

知，帶電粒子第1次和第2次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比r₁：r₂=

2

：2．故B正確．
D、根據(jù)qvB=m

v2

R

，知v=

qBR

m

，則帶電粒子離開回旋加速器時獲得動能為Ek=

1

2

mv2=

B2q2R2

2m

．故D正確．
故選BCD．