Question

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接的两个D形金属盒，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8所示．若要增大带电粒子从D形盒中射出时的动能，可采用的方法是（   ）

A．增大磁场的磁感应强度

B．增大电场的加速电压

C．增大狭缝的距离

D．增大D形金属盒的半径

 

Answer 1

【答案】

AD

【解析】

试题分析：回旋加速器中带电粒子在电场被加速，每通过电场，动能被增加一次；而在磁场里做匀速圆周运动，通过磁场时只改变粒子的运动方向，动能却不变．因此带电粒子在一次加速过程中，电场电压越大，动能增加越大．但从D形盒中射出的动能，除与每次增加的动能外，还与加速次数有关．所以加速电压越大，回旋次数越少，最大动能只由磁感应强度和D形金属盒的半径决定．

带电粒子从D形盒中射出时的动能（1）

带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，则圆周半径（2）

由（1）（2）可得

显然，当带电粒子q、m一定的，则 ，

即E_km随磁场的磁感应强度B、D形金属盒的半径R的增大而增大，与加速电场的电压和狭缝距离无关，故选A、D．

考点：回旋加速器的工作原理；带电粒子在匀强电场中的运动；带电粒子在匀强磁场中的运动．

点评：解决本题的关键知道回旋加速器利用电场加速和磁场偏转来加速粒子，以及知道粒子在磁场中运动的周期等于交流电的周期．