Question

如圖15-6-2所示，回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電兩極相連接的兩個D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的勻強電場，使粒子在通過狹縫時都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底面的勻強磁場中，磁場方向如圖所示.設勻強磁場的磁感應強度為B，D形金屬盒的半徑為R，狹縫間的距離為d，勻強電場間的加速電壓為U.要增大帶電粒子（電荷量為q，質量為m，不計重力）射出時的動能，則下列方法中正確的是（    ）

圖15-6-2

A.增大加速電場間的加速電壓            B.減小狹縫間的距離

C.增大磁場的磁感應強度                D.增大D形金屬盒的半徑

Answer 1

CD

解析:

根據題意分析得：回旋加速器的原理決定了帶電粒子是在兩盒間的勻強電場中被加速的，磁場的作用只是讓粒子受到洛倫茲力，洛倫茲力不做功，提供向心力，F_向=f=qvB=，得到：運動的周期T=.這個周期與電場方向變化的周期正好相等，所以每次經過電場時都會被加速，速度會越來越大，根據半徑r=得到當半徑接近D形金屬盒的半徑時，再離開加速器.所以要想增大粒子的動能，必須讓粒子被加速的次數越多越好，當增加磁場的磁感應強度B時，粒子運動的周期變小，被加速的次數會增多，當增大D形金屬盒的半徑時，也會增加被加速的次數，所以粒子射出時的動能就變大.而增大加速電壓和減小狹縫間的距離，都不會增加加速次數，達不到增大最終動能的目的，所以本題的正確選項應該為C、D.