Question

1930年勞倫斯制成了世界上第一臺回旋加速器，其原理如圖所示．這臺加速器由兩個銅質D形盒D₁、D₂構成，其間留有空隙．下列說法正確的是（　　）

A．這臺加速器的D形盒空隙間加速電壓越大，被加速后的離子速度越大

B．當磁場和電場確定時，這臺加速器能加速任何離子

C．當磁場和電場確定時，這臺加速器僅能加速電量q相同的離子

D．離子僅從電場中獲得能量

Answer 1

分析：回旋加速器靠電場加速和磁場偏轉來加速粒子，根據洛倫茲力提供向心力，判斷粒子的最大速度與什么因素有關．加速粒子時，交變電場的周期與粒子在磁場中運動的周期相等．

解答：解：A、根據qvB=m

v2

R

，v=

qBR

m

，知離子離開回旋加速器的最大速度與加速電壓無關，與磁感應強度的大小和D形盒的半徑有關．故A錯誤．
B、加速粒子時，交變電場的周期與粒子在磁場中運動的周期相等，粒子在磁場中運動的周期T=

2πm

qB

，與粒子的比荷有關，不同的粒子，在磁場中運動的周期不一定相同，所以加速不同的粒子，需要改變交變電場的周期．故B、C錯誤．
D、回旋加速器是利用電場加速，粒子獲得的能量從電場中獲取．故D正確．
故選D．

點評：解決本題的關鍵知道回旋加速器電場和磁場的作用，以及知道最大速度與什么因素有關．