Question

【题目】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,核心部分为两个铜质D形盒D1,D2构成,其间留有空隙,将其置于匀强磁场中,两盒分别与电源正负极相连,下列说法正确的是（_______）

A.回旋加速器要接高频交流电源

B.粒子被加速后的最大动能随加速电场电压的增大而增大

C.离子由加速器的边缘进入加速器

D.电场变化周期由粒子的质量、电荷量和磁感应强度决定，且与粒子在狭缝及磁场中运动的周期一致

E.为使被加速的粒子获得的动能增加为原来的4倍,可只调节D形盒的半径增大为原来的2倍

Answer 1

【答案】ADE

【解析】

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。

A项：为了使粒子进入电场就能加速，所接的应为交变电源，故A正确；

B项：、粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：

粒子的最大速度：vm＝

所以，粒子加速后的最大动能：Ekm＝，可知粒子的最大动能与加速电压无关，故B错误；

C项：粒子在磁场中做圆周运动，在运动的过程中圆的半径逐渐增大，所以离子必须从粒子加速器靠近中心处进入加速器，故C错误；

D项：粒子在磁场中运动的周期： 可知粒子在磁场中运动的周期与粒子的速度无关，粒子的速度增大时，其在磁场中运动的周期不变；

根据加速器的原理可知，粒子在磁场中运动的周期与粒子在狭缝中运动的时间之和与电场变化的周期是相同的，所以电场变化周期由粒子的质量、电荷量和磁感应强度决定，故D正确；

E项：根据公式：Ekm＝，为使被加速的粒子获得的动能增加为原来的4倍，可只调节D形盒的半径增大为原来的2倍，故E正确。

故应选：ADE。