Question

16．如圖1930年勞倫斯制成了世界上第一臺回旋加速器，這臺加速器由兩個銅質(zhì)D形盒D₁、D₂構(gòu)成，其間留有空隙，回旋加速器是利用較低電壓的高頻電源使粒子經(jīng)多次加速獲得巨大速度的一種儀器，工作原理如圖2，下列說法正確的是（　　）

• A． 粒子由A₀運動到A₁比粒子由A₂運動到A₃所用時間要少
• B． 粒子的能量由電場提供
• C． 在D形盒半徑和磁感應(yīng)強度一定的情況下，同一粒子獲得的動能與交流電源電壓有關(guān)
• D． 為達到同步加速的目的，高頻電源的電壓變化頻率應(yīng)為被加速粒子在磁場中做圓周運動頻率的二倍

Answer 1

分析 回旋加速器靠電場加速和磁場偏轉(zhuǎn)來加速粒子．加速粒子時，交變電場的周期與粒子在磁場中運動的周期相等．

解答 解：A、粒子在磁場中圓周運動的周期為 T=$\frac{2πm}{qB}$，周期與軌道半徑無關(guān)，可知粒子由A₀運動到A₁與粒子由A₂運動到A₃所用時間都是半個周期，時間相等．故A錯誤．
B、回旋加速器是利用電場加速，粒子的能量是電場提供，故B正確．
C、設(shè)D形盒半徑為R，磁感應(yīng)強度為B，則由R=$\frac{mv}{qB}$，粒子獲得的動能為 E_k=$\frac{{q}^{2}{B}^{2}{R}^{2}}{2m}$，所以同一粒子獲得的動能與交流電源電壓無關(guān)，故C錯誤．
D、回旋加速器中，高頻電源的周期與被加速帶電粒子做勻速圓周運動的周期相同，那么高頻電源的電壓變化頻率應(yīng)為被加速粒子在磁場中做圓周運動頻率相等，故D錯誤．
故選：B．

點評 解決本題的關(guān)鍵知道回旋加速器的工作原理，以及知道回旋加速器中交變電場的周期與粒子在磁場中運動的周期相等．