Question

回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電極相連接的兩個D形金屬盒．兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的電場，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(qiáng)磁場中，如圖所示．在保持勻強(qiáng)磁場和加速電壓不變的情況下用同一裝置分別對質(zhì)子（

1 1

H）和氦核（

4 2

He）加速，則下列說法中正確的是（　　）

A．質(zhì)子與氦核所能達(dá)到的最大速度之比為l：2

B．質(zhì)子與氦核所能達(dá)到的最大速度之比為2：l

C．加速質(zhì)子、氦核時交流電的周期之比為2：l

D．加速質(zhì)子、氦核時交流電的周期之比為l：2

Answer 1

分析：回旋加速器粒子在磁場中運(yùn)動的周期和高頻交流電的周期相等，當(dāng)粒子從D形盒中出來時，速度最大，此時運(yùn)動的半徑等于D形盒的半徑．

解答：解：A、當(dāng)粒子從D形盒中出來時速度最大，根據(jù)qv_mB=m

v 2 m

R2

，得v_m=

qBR

m

，根據(jù)質(zhì)子（

1 1

H）和氦核（

4 2

He），則有質(zhì)子與氦核所能達(dá)到的最大速度之比2：1，故A錯誤，B正確．
    C、根據(jù)公式v_m=

2πR

T

．可知，周期與最大速度成反比，即加速質(zhì)子、氦核時交流電的周期之比1：2．故C錯誤，D正確．
 故選BD．

點(diǎn)評：解決本題的關(guān)鍵知道當(dāng)粒子從D形盒中出來時，速度最大．以及知道回旋加速器粒子在磁場中運(yùn)動的周期和高頻交流電的周期相等．