Question

【題目】1930年勞倫斯制成了世界上第一臺回旋加速器,其原理如圖所示,核心部分為兩個銅質(zhì)D形盒D1,D2構(gòu)成,其間留有空隙,將其置于勻強(qiáng)磁場中,兩盒分別與電源正負(fù)極相連,下列說法正確的是（_______）

A.回旋加速器要接高頻交流電源

B.粒子被加速后的最大動能隨加速電場電壓的增大而增大

C.離子由加速器的邊緣進(jìn)入加速器

D.電場變化周期由粒子的質(zhì)量、電荷量和磁感應(yīng)強(qiáng)度決定，且與粒子在狹縫及磁場中運動的周期一致

E.為使被加速的粒子獲得的動能增加為原來的4倍,可只調(diào)節(jié)D形盒的半徑增大為原來的2倍

Answer 1

【答案】ADE

【解析】

當(dāng)離子在磁場中圓周運動的半徑等于D形盒半徑時，速度最大，動能最大，根據(jù)洛倫茲力充當(dāng)向心力，列式得到最大動能的表達(dá)式，再進(jìn)行分析增加最大動能的方法。

A項：為了使粒子進(jìn)入電場就能加速，所接的應(yīng)為交變電源，故A正確；

B項：、粒子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律，有：

粒子的最大速度：vm＝

所以，粒子加速后的最大動能：Ekm＝，可知粒子的最大動能與加速電壓無關(guān)，故B錯誤；

C項：粒子在磁場中做圓周運動，在運動的過程中圓的半徑逐漸增大，所以離子必須從粒子加速器靠近中心處進(jìn)入加速器，故C錯誤；

D項：粒子在磁場中運動的周期： 可知粒子在磁場中運動的周期與粒子的速度無關(guān)，粒子的速度增大時，其在磁場中運動的周期不變；

根據(jù)加速器的原理可知，粒子在磁場中運動的周期與粒子在狹縫中運動的時間之和與電場變化的周期是相同的，所以電場變化周期由粒子的質(zhì)量、電荷量和磁感應(yīng)強(qiáng)度決定，故D正確；

E項：根據(jù)公式：Ekm＝，為使被加速的粒子獲得的動能增加為原來的4倍，可只調(diào)節(jié)D形盒的半徑增大為原來的2倍，故E正確。

故應(yīng)選：ADE。