Question

如圖15-6-2所示，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兩極相連接的兩個D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的勻強(qiáng)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面的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向如圖所示.設(shè)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，D形金屬盒的半徑為R，狹縫間的距離為d，勻強(qiáng)電場間的加速電壓為U.要增大帶電粒子（電荷量為q，質(zhì)量為m，不計重力）射出時的動能，則下列方法中正確的是（    ）

圖15-6-2

A.增大加速電場間的加速電壓            B.減小狹縫間的距離

C.增大磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度                D.增大D形金屬盒的半徑

Answer 1

CD

解析:

根據(jù)題意分析得：回旋加速器的原理決定了帶電粒子是在兩盒間的勻強(qiáng)電場中被加速的，磁場的作用只是讓粒子受到洛倫茲力，洛倫茲力不做功，提供向心力，F(xiàn)_向=f=qvB=，得到：運(yùn)動的周期T=.這個周期與電場方向變化的周期正好相等，所以每次經(jīng)過電場時都會被加速，速度會越來越大，根據(jù)半徑r=得到當(dāng)半徑接近D形金屬盒的半徑時，再離開加速器.所以要想增大粒子的動能，必須讓粒子被加速的次數(shù)越多越好，當(dāng)增加磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B時，粒子運(yùn)動的周期變小，被加速的次數(shù)會增多，當(dāng)增大D形金屬盒的半徑時，也會增加被加速的次數(shù)，所以粒子射出時的動能就變大.而增大加速電壓和減小狹縫間的距離，都不會增加加速次數(shù)，達(dá)不到增大最終動能的目的，所以本題的正確選項應(yīng)該為C、D.