Question

15．加速器是使带电粒子获得高能量的装置，如图是回旋加速器的原理图，由回旋加速器的工作原理可知（　　）

• A． 随着速度的增加，带电粒子在磁场中运动的周期越来越短
• B． 带电粒子获得的最大速度是由交变电场的加速电压决定的
• C． 加速质子后，不需要改变加速器的任何量，就可以用于加速α粒子
• D． 交变电场的频率跟带电粒子的比荷成正比

Answer 1

分析 回旋加速器是利用电场进行加速，磁场进行偏转的．粒子在磁场中运动的周期T=$\frac{2πm}{qB}$，与粒子的速度无关．

解答 解：A、粒子在磁场中运动的周期T=$\frac{2πm}{qB}$，其周期的长短与粒子的速度大小无关，故A错误．
B、设D形盒的半径为R．根据qvB=m$\frac{{v}^{2}}{R}$，解得粒子获得的最大 v=$\frac{qBR}{m}$，则知最大速度与加速电压U无关，故B错误．
C、此加速器加速电场周期T=$\frac{2πm}{qB}$，加速α粒子时T=$\frac{4πm}{Bq}$，两个周期不同，不能加速α粒子，故C错误．
D、交变电场的周期与带电粒子运动的周期相等，带电粒子在匀强磁场中运动的周期T=$\frac{2πm}{qB}$，频率f=$\frac{1}{T}$=$\frac{qB}{2πm}$，则f与荷质比成正比，故D正确．
故选：D．

点评 解决本题的关键知道回旋加速器是利用电场进行加速，磁场进行偏转的．以及知道粒子在磁场中运动的周期不变．