Question

18．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，帶電粒子走過半圓的時間越來越短
• 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． 交變電場的頻率跟帶電粒子的荷質比成正比
• D． 不同的帶電粒子在同一回旋加速器中運動的總時間相同

Answer 1

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

解答 解：A、粒子在磁場中運動的周期T=$\frac{2πm}{qB}$，其長短與粒子的速度大小無關，故A錯誤．
B、設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，故B錯誤．
C、交變電場的周期與帶電粒子運動的周期相等，帶電粒子在勻強磁場中運動的周期T=$\frac{2πm}{qB}$，頻率f=$\frac{1}{T}$=$\frac{qB}{2πm}$，則f與荷質比成正比，故C正確．
D、設加速電壓為U，加速次數(shù)為n．帶電粒子獲得的最大動能 E_K=$\frac{1}{2}$mv²$\frac{{q}^{2}{B}^{2}{R}^{2}}{2m}$，由E_K=nqU，n=$\frac{{E}_{k}}{qU}$．
帶電粒子運動的總時間 t=n•$\frac{T}{2}$ 聯(lián)立解得 t=$\frac{πB{R}^{2}}{U}$，則知不同的帶電粒子在同一回旋加速器中運動的總時間相同，故D正確．
故選：CD．

點評 解決本題的關鍵知道回旋加速器是利用電場進行加速，磁場進行偏轉的．以及知道粒子在磁場中運動的周期不變．