Question

回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频电源的两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中有周期性变化的电场，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，如图所示，则下列说法中错误的是（　　）

• A．只增大狭缝间的加速电压，可增大带电粒子射出时的动能
• B．只增大狭缝间的加速电压，可增大带电粒子在回旋加速器中运动的时间
• C．只增大磁场的磁感应强度，可增大带电粒子射出时的动能
• D．用同一回旋加速器可以同时加速质子（

  1 1

  H）和氚核（

  3 1

  H）

Answer 1

分析：回旋加速器利用电场加速和磁场偏转来加速粒子，粒子在磁场中运动的周期等于交流电的周期，当粒子从D形盒出来时速度最大．

解答：解：AC、根据qvB=m

v2

R

得：v=

qBR

m

则最大动能E_k=

1

2

mv²=

q2B2R2

2m

，可见带电粒子射出的最大动能与金属盒之间的电压无关，与D形金属盒内的磁感应强度有关，磁感应强度越大，动能越大．故A错误，C正确；
B、根据T=

2πm

qB

，粒子在磁场中做圆周运动的周期与速度大小无关，即粒子在磁场中每半圈的运动时间相同，则粒子在回旋加速器中运动的时间决定于做圆周运动的次数，在磁场中做半圆周运动的次数与加速的次数相同，而加速次数n=

Ek

qU

，即狭缝间的加速电压越大，加速次数越少，则粒子在回旋加速器中运动的时间越短，故B错误；
D、根据T=

2πm

qB

，比荷不同，则粒子在磁场中的周期不同，故不能同时加速．故D错误．
题目要求选错误的，故选：ABD．

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．