Question

回旋加速器是獲得高能帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電源的兩極相連的兩個D形盒，兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場，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，關于回旋加速器的下列說法正確的是（　　）

A．狹縫間的電場對粒子起加速作用，因此加速電壓越大，帶電粒子從D形盒射出時的動能越大

B．磁場對帶電粒子的洛侖茲力對粒子不做功，因此帶電粒子從D形盒射出時的動能與磁場的強弱無關

C．帶電粒子做一次圓周運動，要被加速兩次，因此交變電場的周期應為圓周運動周期的二倍

D．用同一回旋加速器分別加速不同的帶電粒子，一般要調(diào)節(jié)交變電場的頻率

Answer 1

分析：帶電粒子在回旋加速器中，靠電場加速，磁場偏轉(zhuǎn)，通過帶電粒子在磁場中運動半徑公式得出帶電粒子射出時的速度，看與什么因素有關．

解答：解：A、根據(jù)qvB=m

v2

R

，解得v=

qBR

m

，帶電粒子射出時的動能EK=

1

2

mv2=

q2B2R2

2m

，與加速的電壓無關，與磁感應強度的大小有關．故A、B錯誤．
C、交變電場的周期與帶電粒子運動的周期相等，帶電粒子在勻強磁場中運動的周期T=

2πm

qB

，與粒子的速度無關，所以加速后，交變電場的周期不需改變，不同的帶電粒子，在磁場中運動的周期不等，所以加速不同的帶電粒子，一般要調(diào)節(jié)交變電場的頻率．故C錯誤，D正確．
故選D．

點評：解決本題的關鍵知道回旋加速器運用電場加速，磁場偏轉(zhuǎn)來加速帶電粒子，但要注意粒子射出的動能與加速電壓無關，與磁感應強度的大小有關．