Question

10．如图甲为一种改进后的回旋加速器示意图，其中盒缝间的加速电场场强大小恒定，且被限制在AC板间，虚线中间不需加电场，如图所示，从P₀处静止释放一带电粒子，粒子将沿电场线方向加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动，对这种改进后的回旋加速器，工作时某带电粒子的动能E_k随时间t变化规律如图乙所示（忽略带电粒子在电场中的加速时间），则下列判断正确的是（　　）

• A． 所加电场方向需要做周期性的变化，且变化周期等子2（t_n-t_n-1）
• B． 粒子在磁场中做圆周运动的周期为t_n-t_n-1
• C． 不同粒子在同一回旋加速器中获得的最大动能都相同
• D． 带电粒子每运动一周被加速一次

Answer 1

分析 带电粒子经加速电场加速后，进入磁场发生偏转，电场被限制在A、C板间，只有经过AC板间时被加速，所以运动一周加速一次，电场的方向不需改变．当带电粒子离开回旋加速器时，速度最大，即可判断动能的大小．

解答 解：A、带电粒子只有经过AC板间时被加速，即带电粒子每运动一周被加速一次．电场的方向没有改变，则在AC间加速．故A错误，D正确．
B、由乙图可知，粒子在磁场中作圆周运动时洛伦兹力不做功，动能不变，故粒子在磁场中运动的周期为t_n-t_n-1，故B正确
C、当粒子从D形盒中出来时，速度最大，根据r=$\frac{mv}{qB}$得，v=$\frac{qBr}{m}$．具有的最大动能${E}_{k}=\frac{1}{2}m{v}^{2}=\frac{{q}^{2}{B}^{2}{r}^{2}}{2m}$可知最大动能与D形盒的半径有关，还与比荷有关，故C错误
故选：BD

点评 解决本题的关键知道该回旋加速器的原理，知道粒子每转一圈，加速一次，且都在AC间加速，加速的电场不需改变．