Question

【題目】如圖所示，回旋加速器是用來加速帶電粒子使它獲得很大動能的裝置。其核心部分是兩個D形金屬盒，置于勻強磁場中，兩盒分別與高頻電源相連。則下列說法正確的是 （ ）

A. 帶電粒子從磁場中獲得能量

B. 帶電粒子加速所獲得的最大動能與加速電壓的大小有關(guān)

C. 帶電粒子加速所獲得的最大動能與金屬盒的半徑有關(guān)

D. 帶電粒子做圓周運動的周期隨半徑增大而增大

Answer 1

【答案】C

【解析】

A、由回旋加速器原理可知，它的核心部分是兩個D形金屬盒，置于勻強磁場中，兩盒分別與高頻電源相連，兩盒間的窄縫中形成勻強磁場，交流電的周期和粒子做圓周運動的周期相等，粒子在圓周運動的過程中一次一次地經(jīng)過D形盒縫隙，兩盒間的勻強電場一次一次地反向，粒子就會被一次一次地加速，在磁場中洛倫茲力不做功，帶電粒子是從電場中獲得能量的，故A錯誤.

B、粒子從D形盒出來時速度最大，由qvB=m，粒子被加速后的最大動能Ekm=m=,可見帶電粒子加速所獲得的最大動能與回旋加速器的半徑有關(guān)，與加速電壓的大小無關(guān)，故B錯誤，C正確.

D、高頻電源周期與粒子在磁場中勻速圓周運動的周期相同，由帶電粒子做圓周運動的周期T=2可知，周期T由粒子的質(zhì)量、電量和磁感應(yīng)強度決定，與半徑無關(guān)，故D錯誤.

故選：C.