Question

關于回旋加速器，下述說法中不正確是（　�。�

A．電場的作用是使帶電粒子加速，動能增大

B．電場和磁場交替使帶電粒子加速

C．磁場的作用是使帶電粒子在磁場中回旋，獲得多次被加速的機會

D．D形盒的半徑越大，射出的帶電粒子獲得的能量越多

Answer 1

分析：回旋加速器是利用磁場使帶電粒子作回旋運動，在運動中經高頻電場反復加速的裝置．是高能物理中的重要儀器．
（1）磁場的作用
帶電粒子以某一速度垂直進入勻強磁場時，只在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，其中周期與速率和半徑無關，使帶電粒子每次進入D形盒中都能運動相等時間（半個周期）后，平行于電場方向進入電場中加速．
（2）電場的作用
回旋加速器的兩個D形盒之間的窄縫區(qū)域存在周期性的變化的并垂直于兩D形盒直徑的勻強電場，加速就是在這個區(qū)域完成的．
（3）交變電壓
為了保證每次帶電粒子經過狹縫時均被加速，使其能量不斷提高，要在狹縫處加一個與粒子運動的周期一致的交變電壓．

解答：解：A、B、C、洛倫茲力不做功，故磁場只能使粒子旋回狹縫，粒子在電場中被加速，可知最大動能與加速器的半徑、磁感線強度以及電荷的電量和質量有關，與加速電壓無關，故AC正確，B錯誤；
D、由qvB=m

v2

R

得，v=

qvB

m

，則最大動能E_K=

1

2

mv²=

q2B2R2

2m

，將D形盒的半徑越大，粒子獲得的動能將增加，故D正確；
本題選擇錯誤，故選：B．

點評：解決本題的關鍵知道回旋加速器是利用電場加速、磁場偏轉來加速粒子，但是最終粒子的動能與電場的大小無關．