Question

4．回旋加速器是獲得高能帶電粒子的裝置．其核心部分是與高頻交流電源的兩極相連的兩個D形盒，兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場，使粒子在通過狹縫時得到加速，兩D形盒處于垂直于盒底的勻強磁場中，狹縫的寬度遠遠小于D形盒半徑，如圖所示，關于回旋加速器的下列說法正確的是（　�。�

• A． 洛倫茲力對帶電粒子不做功，因此帶電粒子從D形盒射出時的動能與磁場的強弱無關
• B． 狹縫間的電場對粒子起加速作用，因此加速電壓越大，帶電粒子從D形盒射出時的動能越大
• C． 帶電粒子做圓周運動的周期與交變電場的周期相同
• D． 帶電粒子做一次圓周運動，要被加速兩次，因此交變電場的周期應為粒子做圓周運動周期的二倍

Answer 1

分析 帶電粒子在回旋加速器中，靠電場加速，磁場偏轉，通過帶電粒子在磁場中運動半徑公式得出帶電粒子射出時的速度，看與什么因素有關．

解答 解：AB、根據qv_mB=m$\frac{{v}_{m}^{2}}{R}$，得v_m=$\frac{qBR}{m}$，那么質子獲得的最大動能E_Km=$\frac{{q}^{2}{B}^{2}{R}^{2}}{2m}$，與加速的電壓無關，與磁感應強度的大小有關，故AB錯誤；
C、交變電場的周期與帶電粒子運動的周期相等，故C正確；
D、電粒子做一次圓周運動，要被加速兩次，但交變電場的周期應等于粒子做圓周運動周期，剛好使得粒子處于加速與偏轉交替．故D錯誤．
故選：C．

點評 解決本題的關鍵知道回旋加速器運用電場加速，磁場偏轉來加速帶電粒子，但要注意粒子射出的動能與加速電壓無關，與磁感應強度的大小有關．