Question

回旋加速器的核心部分是兩個半徑為R的D型金屬扁盒，如圖，盒正中央開有一條窄縫，在兩個D型盒之間加交變電壓，于是在縫隙中形成交變電場，由于屏蔽作用，在D型盒內部電場很弱，D型盒裝在真空容器中，整個裝置放在巨大電磁鐵的兩極之間，磁場方向垂直于D型盒的底面，只要在縫隙中的交變電場的頻率不變，便可保證粒子每次通過縫隙時總被加速，粒子的軌道半徑不斷增大，并逐漸靠近D型盒邊緣，加速到最大能量E后，再用特殊的裝置將它引出。在D型盒上半面中心出口A處有一正離子源，正離子所帶電荷量為q、質量為m，加速時電極間電壓大小恒為U。（加速時的加速時間很短，可忽略；正離子從離子源出發時初速為零）。則下列說法正確的是

A．增大交變電壓U，則正離子在加速器中運行時間將變短

B．增大交變電壓U，則正離子在加速器中運行時間將不變

C．正離子第n次穿過窄縫前后的速率之比為

D．回旋加速器所加交變電壓的頻率為

 

Answer 1

AC

解析:增大交變電壓U，帶電粒子速度增大的比較快，在Ｄ型盒的偏轉周期數減小，在加速器中的運動時間變短，Ａ對；Ｂ錯；正離子每穿過一次窄縫被加速一次，第ｎ－１次加速后獲得的速度，第ｎ次加速后獲得的速度，可求出兩速度之比為，C對；要想達到同步加速的目的需要讓交變電場的頻率與帶電粒子偏轉的頻率相等，所以交變電場的頻率為，帶電粒子飛出時，所以頻率為，D錯；