Question

4．回旋加速器是获得高能带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源的两极相连的两个D形盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，关于回旋加速器的下列说法正确的是（　　）

• A． 带电粒子从D形盒射出时的动能与加速电压无关
• B． 带电粒子从D形盒射出时的动能与磁场的强弱有关
• C． 带电粒子做一次圆周运动，要被加速两次，因此交变电场的周期应为圆周运动周期的二倍
• D． 用同一回旋加速器分别加速不同的带电粒子，不用调节交变电场的频率

Answer 1

分析 带电粒子在回旋加速器中，靠电场加速，磁场偏转，通过带电粒子在磁场中运动半径公式得出带电粒子射出时的速度，看与什么因素有关．

解答 解：A、根据qvB=m$\frac{{v}^{2}}{R}$，解得v=$\frac{qBR}{m}$，带电粒子射出时的动能E_K=$\frac{1}{2}$mv²=$\frac{{q}^{2}{B}^{2}{R}^{2}}{2n}$，与加速的电压无关，与磁感应强度的大小有关．故AB正确．
C、交变电场的周期与带电粒子运动的周期相等，带电粒子在匀强磁场中运动的周期T=$\frac{2πm}{qB}$，与粒子的速度无关，所以加速后，交变电场的周期不需改变，不同的带电粒子，在磁场中运动的周期不等，所以加速不同的带电粒子，一般要调节交变电场的频率．故CD错误．
故选：AB．

点评 解决本题的关键知道回旋加速器运用电场加速，磁场偏转来加速带电粒子，但要注意粒子射出的动能与加速电压无关，与磁感应强度的大小有关