Question

【題目】回旋加速器是高能物理中的重要儀器，其原理是利用磁場(chǎng)和電場(chǎng)使帶電粒子回旋加速運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)中經(jīng)高頻電場(chǎng)反復(fù)加速?gòu)亩�使粒子獲得很高的能量。如圖甲所示，兩個(gè)D形金屬盒置于恒定的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并分別與高頻電源相連（電壓隨時(shí)間變化如乙圖所示），D形盒半徑為R，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，兩D形盒間距離為d（d<<R）。若用回旋加速器加速氘核（設(shè)氘核質(zhì)量m、電荷量q），則下列判斷正確的是

A.加速電壓U0越大，氘核獲得的最大動(dòng)能越大

B.氘核加速的最大動(dòng)能為

C.氘核在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為

D.該回旋加速器不可以用來(lái)加速氦核（）

Answer 1

【答案】BC

【解析】

AB．粒子在回旋加速器里的速度有D型的半徑?jīng)Q定，由

得

所以最大動(dòng)能

氘核獲得的最大動(dòng)能與加速電壓無(wú)關(guān)，則A錯(cuò)誤，B正確。

C．設(shè)粒子加速次數(shù)為n，由動(dòng)能定理

可得

粒子在電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的路程

S=nd

平均速度為v/2，得在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間

選項(xiàng)C正確。

D．氦核與氘核的比荷相同，在磁場(chǎng)中周期頻率相同，可以進(jìn)行加速，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

故選BC。