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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兩極相連的兩個D形金屬盒,兩盒間狹縫中形成的周期性變化的勻強電場,使粒子在每次通過狹縫時都能得到加速,兩D形盒處于垂直于盒底面的勻強磁場中,如圖所示,設勻強磁場的磁感應強度為B,D形盒的半徑為R,狹縫間的距離為d,勻強電場間的加速電壓為U,要增大帶電粒子射出時的動能(電荷量為q、質量為m,不計重力),則下列方法中正確的是(  )
分析:帶電粒子離開D形盒時的速度最大,根據洛倫茲力通過向心力得出最大速度與什么因素有關.
解答:解:根據qvB=m
v2
R
得,v=
qBR
m
,則粒子射出時的動能Ek=
1
2
mv2=
q2B2R2
2m
,最大動能與磁感應強度、D形盒的半徑有關,與加速電壓、狹縫間的距離無關.故C、D正確,A、B錯誤.
故選CD.
點評:解決本題的關鍵知道回旋加速器的原理,知道最大動能與什么因素有關,不能靠感覺判斷,需通過推導進行判斷.
練習冊系列答案
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A、增大勻強電場間的加速電壓B、減小狹縫間的距離C、增大磁場的磁感應強度D、增大D形金屬盒的半徑

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精英家教網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源兩極相連接的兩個D形金屬盒,兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場,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.設D形盒半徑為R.若用回旋加速器加速質子(氫核)時,勻強磁場的磁感應強度為B,高頻交流電頻率為f.質子質量為m,電荷量為e.則下列說法正確的是(  )
A、質子被加速后的最大速度不可能超過2πRf
B、質子被加速后的最大動能Ek不可能超過
(eBR)2
2m
C、質子被加速后的最大動能與狹縫間的加速電壓、加速次數無關
D、改變B和f,該回旋加速器也能用于加速α粒子(即氦核)

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