Question

如圖為回旋加速器的示意圖．其核心部分是兩個(gè)D型金屬盒，置于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒定的勻強(qiáng)磁場中，并與高頻交流電源相連．帶電粒子在D型盒中心附近由靜止釋放，忽略帶電粒子在電場中的加速時(shí)間，不考慮相對論效應(yīng)．欲使粒子在D型盒內(nèi)運(yùn)動的時(shí)間增大為原來的2倍，下列措施可行的是（　　）

A．僅將磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?倍

B．僅將交流電源的電壓變?yōu)樵瓉淼?span mathtag="math" > 1 2

C．僅將D型盒的半徑變?yōu)樵瓉淼?span dealflag="1" mathtag="math" > 2 倍

D．僅將交流電源的周期變?yōu)樵瓉淼?倍

Answer 1

根據(jù)qvB=m

v2

R

得，v=

qBR

m

則最大動能E_Km=

1

2

mv²=

q2B2R2

2m

．
粒子被電場加速一次動能的增加qU
則粒子被加速的次數(shù)n=

EKm

qU

=

qB2R2

2mU

粒子在磁場中運(yùn)動周期的次數(shù)n′=

n

2

=

qB2R2

4mU

因T=

2πm

qB

則粒子從靜止開始到出口處所需的時(shí)間t=nT=

πBR2

2U

．
由上可知，若僅將磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?倍，在磁場中運(yùn)動的周期變化，則不能與交流電周期同步，得不到始終加速，故A錯(cuò)誤；
由上可知，或僅將交流電源的電壓變?yōu)樵瓉淼?span mathtag="math" >

1

2

，或僅將D型盒的半徑變?yōu)樵瓉淼?span dealflag="1" mathtag="math" >

2

倍，因此BC正確，D錯(cuò)誤；
故選BC