Question

关于回旋加速器，下述说法中不正确是（　　）

A．电场的作用是使带电粒子加速，动能增大

B．电场和磁场交替使带电粒子加速

C．磁场的作用是使带电粒子在磁场中回旋，获得多次被加速的机会

D．D形盒的半径越大，射出的带电粒子获得的能量越多

Answer 1

分析：回旋加速器是利用磁场使带电粒子作回旋运动，在运动中经高频电场反复加速的装置．是高能物理中的重要仪器．
（1）磁场的作用
带电粒子以某一速度垂直进入匀强磁场时，只在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，其中周期与速率和半径无关，使带电粒子每次进入D形盒中都能运动相等时间（半个周期）后，平行于电场方向进入电场中加速．
（2）电场的作用
回旋加速器的两个D形盒之间的窄缝区域存在周期性的变化的并垂直于两D形盒直径的匀强电场，加速就是在这个区域完成的．
（3）交变电压
为了保证每次带电粒子经过狭缝时均被加速，使其能量不断提高，要在狭缝处加一个与粒子运动的周期一致的交变电压．

解答：解：A、B、C、洛伦兹力不做功，故磁场只能使粒子旋回狭缝，粒子在电场中被加速，可知最大动能与加速器的半径、磁感线强度以及电荷的电量和质量有关，与加速电压无关，故AC正确，B错误；
D、由qvB=m

v2

R

得，v=

qvB

m

，则最大动能E_K=

1

2

mv²=

q2B2R2

2m

，将D形盒的半径越大，粒子获得的动能将增加，故D正确；
本题选择错误，故选：B．

点评：解决本题的关键知道回旋加速器是利用电场加速、磁场偏转来加速粒子，但是最终粒子的动能与电场的大小无关．