Question

10．1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示．这台加速器由两个铜质D形盒D₁、D₂构成，其间留有空隙．下列说法正确的是（　　）

• A． 离子回旋周期逐渐增大
• B． 离子回旋周期逐渐减小
• C． 离子从磁场中获得能量
• D． 离子从电场中获得能量

Answer 1

分析 离子由加速器的中心附近进入加速器，而从边缘离开加速器；洛伦兹力并不做功，而电场力对离子做正功，可知离子能从电场获得能量．当离子在磁场中圆周运动的半径等于D形盒半径时，速度最大，动能最大，根据洛伦兹力充当向心力，列式得到最大动能的表达式，再进行分析增加最大动能的方法

解答 解：A、粒子在磁场中的周期T=$\frac{2πm}{qB}$，与速度无关，故粒子周期不变，故AB错误；
C、离子在磁场中受到的洛伦兹力不做功，不能改变离子的动能，所以离子不能从磁场中获得能量．故C错误；
D、离子每次通过D形盒D₁、D₂间的空隙时，电场力做正功，动能增加，所以离子从电场中获得能量．故D正确；
故选：D

点评 回旋加速器是利用磁场中的圆周运动使离子反复加速的，加速电场的强弱不会影响最后的动能，但金属盒的半径制约了最大动能，达到最大半径后，粒子无法再回到加速电场继续加速