勞倫斯于1930年制成了世界上第一臺回旋加速器，其原理如圖所示，這臺加速器由兩個銅質D形盒D1、D2構成，其間留有空隙，兩金屬盒置于勻強磁場中，并分別與高頻電源相連．某帶電粒子在回旋加速器中的動能Ek隨時間t的變化規(guī)律如圖所示，忽略帶電粒子在電場中的加速時間，則下列判斷正確的是（　　）
分析：根據(jù)洛倫茲力提供向心力，可知回旋加速器的回旋周期一定；同理計算出最大動能的表達式并進行討論．
解答：解：A、洛倫茲力提供向心力，有qvB=m
v2
r
，解得r=
mv
qB
，故周期T=
2πr
v
=
2πm
qB
，與速度無關，故t4-t3=t3-t2=t2-t1=
1
2
T，故A正確；
B、為了保證每次帶電粒子經(jīng)過狹縫時均被加速，使其能量不斷提高，要在狹縫處加一個與粒子運動的周期一致的交變電壓，故B錯誤；
C、由qvB=m
v2
R
得，v=
qvB
m
，則最大動能EK=
1
2
mv2=
q2B2R2
2m
，知最大動能與加速器的半徑、磁感線強度以及電荷的電量和質量有關，故C正確；
D、由qvB=m
v2
R
得，v=
qvB
m
，則最大動能EK=
1
2
mv2=
q2B2R2
2m
，知最大動能與加速器的半徑、磁感線強度以及電荷的電量和質量有關，與加速電壓無關，故D錯誤；
故選AC．
點評：解決本題的關鍵知道回旋加速器是利用電場加速、磁場偏轉來加速粒子，但是最終粒子的動能與電場的大小無關．
練習冊系列答案
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科目：高中物理 來源： 題型：

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精英家教網(wǎng)美國物理學家勞倫斯于1932年發(fā)明的回旋加速器，應用帶電粒子在磁場中做圓周運動的特點，能使粒子在較小的空間范圍內經(jīng)過電場的多次加速獲得較大的能量，使人類在獲得以較高能量帶電粒子方面前進了一步，如圖所示為一種改進后的回旋加速器示意圖，其中盒縫間的加速電場場強大小恒定，且被限制在A、C板間，帶電粒子從P0處靜止釋放，并沿電場線方向射入加速電場，經(jīng)加速后再進入D形盒中的勻強磁場做勻速圓周運動，盒縫間隙很小，可以忽略不計．對于這種改進后的回旋加速器，下列說法正確的是（　　）

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（2013?湖南模擬）美國物理學家勞倫斯于1932年發(fā)明的回旋加速器，應用帶電粒子在磁場中做圓周運動的特點，能使粒子在較小的空間范圍內經(jīng)過電場的多次加速獲得較大的能量，使人類在獲得以較高能量帶電粒子方面前進了一步，如圖所示為一種改進后的回旋加速器示意圖，其中盒縫間的加速電場場強大小恒定，且被限制在A、C板間，帶電粒子從P．處靜止釋放，并沿電場線方向射入加速電場，經(jīng)加速后再進入D形盒中的勻強磁場做勻速圓周運動，對于這種改進后的回旋加速器，下列說法正確的是（　�。�

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科目：高中物理 來源：2011年高考一輪復習第一次測試物理試卷（解析版） 題型：選擇題

勞倫斯于1930年制成了世界上第一臺回旋加速器，其原理如圖所示，這臺加速器由兩個銅質D形盒D1、D2構成，其間留有空隙，兩金屬盒置于勻強磁場中，并分別與高頻電源相連．某帶電粒子在回旋加速器中的動能Ek隨時間t的變化規(guī)律如圖所示，忽略帶電粒子在電場中的加速時間，則下列判斷正確的是（ ）

A．在Ek-t圖中應有t4-t3=t3-t2=t2-t1
B．高頻電源的變化周期應等于tn-tn-1
C．要使粒子獲得的最大動能增大，應增大勻強磁場的磁感應強度
D．要使粒子獲得的最大動能增大，應增大加速電壓

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