Question

劳伦斯和利文斯设计的回旋加速器工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U.若A处粒子源产生的质子质量为m、电荷量为＋q，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响，则下列说法正确的是（）

A．质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U无关

B．质子离开回旋加速器时的最大动能与交流电频率f成正比

C．质子被加速后的最大速度不可能超过2πRf

D．质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为1∶

 

Answer 1

AC

【解析】

试题分析：根据，知，则最大动能．与加速的电压无关．与交流电频率f无关，故A正确，B错误；质子出回旋加速器的速度最大，此时的半径为R，则．所以最大速度不超过2πfR，故C正确；粒子在加速电场中做匀加速运动，在磁场中做匀速圆周运动，根据知，质子第2次和第1次经过D形盒狭缝的速度比为，根据，则半径比为，故D错误。

考点：回旋加速度器的原理。