Question

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極相連接的兩個D形金屬盒．兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的電場，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．在保持勻強磁場和加速電壓不變的情況下用同一裝置分別對質子（

1 1

H）和氦核（

4 2

He）加速，則下列說法中正確的是（　　）

A．質子與氦核所能達到的最大速度之比為l：2

B．質子與氦核所能達到的最大速度之比為2：l

C．加速質子、氦核時交流電的周期之比為2：l

D．加速質子、氦核時交流電的周期之比為l：2

Answer 1

分析：回旋加速器粒子在磁場中運動的周期和高頻交流電的周期相等，當粒子從D形盒中出來時，速度最大，此時運動的半徑等于D形盒的半徑．

解答：解：A、當粒子從D形盒中出來時速度最大，根據qv_mB=m

v 2 m

R2

，得v_m=

qBR

m

，根據質子（

1 1

H）和氦核（

4 2

He），則有質子與氦核所能達到的最大速度之比2：1，故A錯誤，B正確．
    C、根據公式v_m=

2πR

T

．可知，周期與最大速度成反比，即加速質子、氦核時交流電的周期之比1：2．故C錯誤，D正確．
 故選BD．

點評：解決本題的關鍵知道當粒子從D形盒中出來時，速度最大．以及知道回旋加速器粒子在磁場中運動的周期和高頻交流電的周期相等．