Question

【題目】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，兩個銅質D形盒、與交流電源相連，置于勻強磁場中，其間留有空隙，粒子從A點開始沿虛線運動。下列說法正確的有　　

A. 粒子運動周期和交流電的周期相等

B. 只增大D形盒的半徑，粒子從加速器中出來時的速度將增大

C. 只增大電壓U，粒子從加速器中出來時的速度將增大

D. 加速完質子后，不改變交流電的周期和磁感應強度，可以直接用來加速氦原子核質量是質子的4倍，電荷是質子的2倍

Answer 1

【答案】AB

【解析】

根據加速器的原理可知，粒子在磁場中運動的周期與粒子在狹縫中運動的時間之和與電場變化的周期是相同的，故A正確；設D形盒的半徑為R，當離子圓周運動的半徑等于R時，獲得的動能最大，則由可得：，則最大動能可見最大動能與加速電壓無關，增大D形盒的半徑可增加離子從回旋加速器中獲得的最大動能。故B正確，C錯誤；離子在D形盒運動過程中受到的洛倫茲力提供向心力得：，可得周期公式，可知如果加速質子后，要接著加速氦核必須將加速電源的頻率調整為原來的，故D錯誤。所以AB正確，CD錯誤。