Question

【題目】如圖所示為早期回旋加速器的結(jié)構(gòu)示意圖，和是兩個(gè)中空半徑為R的半圓金屬盒，它們之間接高頻交流電其頻率為f，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，A處的粒子源產(chǎn)生的粒子在兩盒之間被電場(chǎng)加速，兩個(gè)半圓盒處于垂直于盒面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。粒子進(jìn)入半圓金屬盒內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)若忽略粒子在電場(chǎng)中的加速時(shí)間且不考慮相對(duì)論效應(yīng)，則下列說(shuō)法正確的是（ ）

A.粒子在磁場(chǎng)中回轉(zhuǎn)一周運(yùn)動(dòng)的周期越來(lái)越大

B.粒子被加速后的最大速度與加速電場(chǎng)的電壓大小有關(guān)

C.不改變B和f，該回旋加速器也能用于加速氘核

D.粒子加速次數(shù)越多，粒子獲得的最大動(dòng)能一定越大

Answer 1

【答案】C

【解析】

A．粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期：

與其速度的大小無(wú)關(guān)，所以粒子運(yùn)動(dòng)的周期不變。故A錯(cuò)誤；

BD．根據(jù)洛倫茲力提供向心力可知：

得：

與加速的電壓無(wú)關(guān)；最大動(dòng)能為：

可知最大動(dòng)能與加速器的半徑、磁感線強(qiáng)度以及電荷的電量和質(zhì)量有關(guān)，與加速的次數(shù)無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤，D錯(cuò)誤.

C．根據(jù)：

知換成氘核，比荷不發(fā)生變化，則在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期不發(fā)生變化，回旋加速器粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期和高頻交流電的周期相等，故不需要改變磁感應(yīng)強(qiáng)度或交流電的周期，故C正確；

故選：C.