如图，是回旋加速器的原理示意图，其核心部分是两个D形金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，并分别与高频的交流电相连，已知加速电压为U-00教育-零零教育信息网

如图，是回旋加速器的原理示意图，其核心部分是两个D形金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，并分别与高频的交流电相连，已知加速电压为U

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 回旋加速器/2023-04-06 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图，是回旋加速器的原理示意图，其核心部分是两个D形金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，并分别与高频的交流电相连，已知加速电压为U，D形金属盒的半径为R，两盒之间的狭逢距离为d，若O处粒子源产生质量为m、电荷量为+q的质子在加速器中被加速（忽略粒子质量变化，不计重力），则下列判断正确的是（）

A．质子加速度的最大动能为q2B2R2/2m

B．质子每次加速后经过D形盒间的狭缝轨道半径是加速前轨道半径的2倍

^{C．质子在电场与磁场中运动的总时间为}^t=

D．不改变磁感应强度B和交变电流的频率f，该回旋加速度器不能用于加速氘核

◎ 答案

ACD

◎ 解析

试题分析：

A、由qv_mB= mv_m²/R 得R= mv_m/qB ?v_m= BqR/m ，粒子获得的最大动能E_km=mv_m²/2= q²B²R²/2m ，故A正确；
B、由动能定理可得△E_k=qU，可知每次加速动能增加相同，但速度增加不是相同，根据R= mv/Bq ，可知，狭缝轨道半径不是加速前轨道半径的2倍，故B错误；
C、设粒子加速的次数为N，由动能定理可得：NqU=E_km= q²B²R²/2m ?N= qB²R²/2mU ，

故在磁场中运动的时间为：t_B= NT/2 = (qB²R²/4mU) × (2πm/Bq) =πBR²/2U ，

在电场中匀加速运动：Nd=(qU/2md) t_E²?t_E=，故在电磁场中运动的总时间为：t=，故C正确；
D、加速粒子的周期等于交变电流的周期，故不改变磁感应强度B和交变电流的频率f，该回旋加速度器不能用于加速氘核，故D正确；
故选：ACD．

◎ 知识点

专家分析，试题“如图，是回旋加速器的原理示意图，其核心部分是两个D形金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，并分别与高频的交流电相连，已知加速电压为U…”主要考查了你对【质谱仪】，【回旋加速器】等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。