Question

15．加速器是使帶電粒子獲得高能量的裝置，如圖是回旋加速器的原理圖，由回旋加速器的工作原理可知（　�。�

• A． 隨著速度的增加，帶電粒子在磁場中運(yùn)動的周期越來越短
• B． 帶電粒子獲得的最大速度是由交變電場的加速電壓決定的
• C． 加速質(zhì)子后，不需要改變加速器的任何量，就可以用于加速α粒子
• D． 交變電場的頻率跟帶電粒子的比荷成正比

Answer 1

分析 回旋加速器是利用電場進(jìn)行加速，磁場進(jìn)行偏轉(zhuǎn)的．粒子在磁場中運(yùn)動的周期T=$\frac{2πm}{qB}$，與粒子的速度無關(guān)．

解答 解：A、粒子在磁場中運(yùn)動的周期T=$\frac{2πm}{qB}$，其周期的長短與粒子的速度大小無關(guān)，故A錯(cuò)誤．
B、設(shè)D形盒的半徑為R．根據(jù)qvB=m$\frac{{v}^{2}}{R}$，解得粒子獲得的最大 v=$\frac{qBR}{m}$，則知最大速度與加速電壓U無關(guān)，故B錯(cuò)誤．
C、此加速器加速電場周期T=$\frac{2πm}{qB}$，加速α粒子時(shí)T=$\frac{4πm}{Bq}$，兩個(gè)周期不同，不能加速α粒子，故C錯(cuò)誤．
D、交變電場的周期與帶電粒子運(yùn)動的周期相等，帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動的周期T=$\frac{2πm}{qB}$，頻率f=$\frac{1}{T}$=$\frac{qB}{2πm}$，則f與荷質(zhì)比成正比，故D正確．
故選：D．

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵知道回旋加速器是利用電場進(jìn)行加速，磁場進(jìn)行偏轉(zhuǎn)的．以及知道粒子在磁場中運(yùn)動的周期不變．