关于回旋加速器，下述说法中不正确是A．电场的作用是使带电粒子加速，动能增大B．电场和磁场交替使带电粒子加速C．磁场的作用是使带电粒子在磁场中回旋，获得多次被加速

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关于回旋加速器，下述说法中不正确是

A．电场的作用是使带电粒子加速，动能增大

B．电场和磁场交替使带电粒子加速

C．磁场的作用是使带电粒子在磁场中回旋，获得多次被加速的机会

D．D形盒的半径越大，射出的带电粒子获得的能量越多

答案

解析

试题分析：回旋加速器中，电场的作用是使带电粒子加速，动能增大，A正确；磁场的作用是改变粒子运动的方向，使带电粒子在磁场中回旋，做匀速圆周运动，获得多次被加速的机会，磁场力不对带电粒子做功，B错误、C正确；由

知，D形盒的半径越大，射出的带电粒子获得的能量越多，D正确。

举一反三

回旋加速器是加速带电粒子的装置，其主体部分是两个D形金属盒,两金属盒处在垂直于盒底的匀强磁场中，与高频交流电源相连接后，使粒子每次经过两盒间的狭缝时都能得到加速，如图所示。现要增大带电粒子从回旋加速器射出时的动能，下列方法可行的是

A．仅减小磁场的磁感应强度

B．仅减小狭缝间的距离

C．仅增大高频交流电压

D．仅增大金属盒的半径

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回旋加速器主体部分是两个D形金属盒。两金属盒处在垂直于盒底的匀强磁场中，并分别与高频交流电源两极相连接，从而使粒子每次经过两盒间的狭缝时都得到加速，如图所示。在粒子质量不变和D形盒外径R固定的情况下，下列说法正确的是（）

A．粒子每次在磁场中偏转的时间随着加速次数的增加而增大

B．粒子在电场中加速时每次获得的能量相同

C．增大高频交流的电压，则可以增大粒子最后偏转出D形盒时的动能

D．将磁感应强度B减小，则可以增大粒子最后偏转出D形盒时的动能

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右图甲是回旋加速器的原理示意图。其核心部分是两个D型金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中（磁感应强度大小恒定），并分别与高频电相连。加速时某带电粒子的动能E_K随时间t变化规律如下图乙所示，若忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断正确的是( )

A．高频电的变化周期应该等于t_n-t_n-1

B．在E_K-t图象中t₄-t₃＝t₃-t₂＝t₂-t₁

C．粒子加速次数越多，粒子获得的最大动能一定越大

D．不同粒子获得的最大动能都相等

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如图，甲图是回旋加速器的原理示意图。其核心部分是两个D型金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中（磁感应强度大小恒定），并分别与高频电源相连。加速时某带电粒子的动能E_K随时间t变化规律如乙图所示，若忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断正确的是 ( )

A．高频电源的变化周期应该等于t_n－t_n-2

B．在E_K-t图象中t₄－t₃＝t₃－t₂＝t₂－t₁

C．粒子加速次数越多，粒子获得的最大动能一定越大

D．不同粒子获得的最大动能都相同

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（16分）1932年，劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器。回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。A处粒子源产生的粒子，质量为m、电荷量为+q ，在加速器中被加速，加速电压为U。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。

（1）求粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比；
（2）求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间t ；
（3）实际使用中，磁感应强度和加速电场频率都有最大值的限制。若某一加速器磁感应强度和加速电场频率的最大值分别为B_m、f_m，试讨论粒子能获得的最大动能E_㎞。

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