[题目]回旋加速器是用来加速带电粒子的装置.如图所示.它的核心部分是两个D形金属盒.两盒相距很近.a.b接在电压为U.周期为T的交流电源上.两盒间的窄缝中形成匀强电场.两盒放在匀强磁场中.磁场方向垂直于盒底面.带电粒子在磁场中做圆周运动.通过两盒间的窄缝时被加速.直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出.设D形盒的半径为R.现将垂直于D形� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示。它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，a、b接在电压为U、周期为T的交流电源上。两盒间的窄缝中形成匀强电场，两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面。带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出。设D形盒的半径为R，现将垂直于D形盒的磁场感应强度调节为，刚好可以对氚核进行加速，氚核所能获得的最大能量为，以后保持交流电源的周期T不变。已知氚核和粒子的质量之比为3：4，电荷量之比为1：2。下列说法正确的是

A. 若只增大交变电压U，则氚核在回旋加速器中运行的时间不会发生变化

B. 若用该装置加速粒子，应将磁场的磁感应强度大小调整为

C. 将磁感应强度调整后对粒子进行加速，粒子在加速器中获得的最大能量为

D. 将磁感应强度调整后对粒子进行加速，粒子在加速器中加速的次数大于氚核的次数

【答案】C

【解析】

回旋加速器运用电场加速磁场偏转来加速粒子，根据洛伦兹力提供向心力可以求出粒子的最大速度，从而求出最大动能。在加速粒子的过程中，电场的变化周期与粒子在磁场中运动的周期相等.

A、粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律有，粒子的最大速度：，所以粒子加速后的最大动能：，根据动能定理：Ekm=nqU，若其他量不变，只提高加速电压U，则质子在电场中加速的次数减小；质子在加速器中运动的总时间将缩短；故A错误.

B、粒子在磁场中运动的周期,每加速一次和半个圆周电场变换一次反向，则电场变换的周期为，若该装置加速α粒子则,由于，，应将磁场的磁感应强度大小调整为；故B错误.

C、粒子离开的最大动能为，α粒子的最大动能为；故C正确.

D、氚核在磁场中加速的次数：，α粒子在加速器中加速的次数，可知将磁感应强度调整后对α粒子进行加速，α粒子在加速器中加速的次数小于氚核的次数；故D错误.

故选C.

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