Question

回旋加速器是獲得高能帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電源的兩極相連接的兩個D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場，使粒子在通過狹縫時都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強磁場中，如圖8所示．若要增大帶電粒子從D形盒中射出時的動能，可采用的方法是（   ）

A．增大磁場的磁感應強度

B．增大電場的加速電壓

C．增大狹縫的距離

D．增大D形金屬盒的半徑

Answer 1

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解析試題分析：回旋加速器中帶電粒子在電場被加速，每通過電場，動能被增加一次；而在磁場里做勻速圓周運動，通過磁場時只改變粒子的運動方向，動能卻不變．因此帶電粒子在一次加速過程中，電場電壓越大，動能增加越大．但從D形盒中射出的動能，除與每次增加的動能外，還與加速次數(shù)有關(guān)．所以加速電壓越大，回旋次數(shù)越少，最大動能只由磁感應強度和D形金屬盒的半徑?jīng)Q定．
帶電粒子從D形盒中射出時的動能（1）
帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動，則圓周半徑（2）
由（1）（2）可得
顯然，當帶電粒子q、m一定的，則 ，
即E_km隨磁場的磁感應強度B、D形金屬盒的半徑R的增大而增大，與加速電場的電壓和狹縫距離無關(guān)，故選A、D．
考點：回旋加速器的工作原理；帶電粒子在勻強電場中的運動；帶電粒子在勻強磁場中的運動．
點評：解決本題的關(guān)鍵知道回旋加速器利用電場加速和磁場偏轉(zhuǎn)來加速粒子，以及知道粒子在磁場中運動的周期等于交流電的周期．