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粒子回旋加速器的工作原理如图所示,置于真空中的D形金属盒的半径为R,两金属盒问的狭缝很小,磁感应强度为日的匀强磁场与金属盒盒面垂直,高频交流电的频率为厂,加速电压为U,若
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粒子回旋加速器的工作原理如图所示,置于真空中的D形金属盒的半径为R,两金属盒问的狭缝很小,磁感应强度为日的匀强磁场与金属盒盒面垂直,高频交流电的频率为厂,加速电压为U,若中心粒子源处产生的质子质量为m,电荷量为+e,在加速器中被加速.不考虑相对论效应,则下列说法正确是( )A.不改变磁感应强度B和交流电的频率f,该加速器也可加速α粒子
B.加速的粒子获得的最大动能随加速电压U的增大而增大
C.质子被加速后的最大速度不能超过2πRf
D.质子第二次和第一次经过D形盒间狭缝后轨道半径之比为
| 2 |
▼优质解答
答案和解析
A、带电粒子在磁场中运动的周期与加速电场的周期相等,根据T=
知,换用α粒子,粒子的比荷变化,周期变化,回旋加速器需改变交流电的频率才能加速α粒子.故A错误.
B、根据qvB=m
,知v=
,则最大动能EKm=
mv2=
.与加速的电压无关.故B错误.
C、质子出回旋加速器的速度最大,此时的半径为R,则v=
=2πRf.所以最大速度不超过2πfR.故C正确.
D、粒子在加速电场中做匀加速运动,在磁场中做匀速圆周运动,根据v=
知,质子第二次和第一次经过D形盒狭缝的速度比为
:1,
根据r=
,则半径比为
:1.故D正确.
故选CD.
| 2πm |
| qB |
B、根据qvB=m
| v2 |
| R |
| BRq |
| m |
| 1 |
| 2 |
| q2B2R2 |
| 2m |
C、质子出回旋加速器的速度最大,此时的半径为R,则v=
| 2πR |
| T |
D、粒子在加速电场中做匀加速运动,在磁场中做匀速圆周运动,根据v=
| 2ax |
| 2 |
根据r=
| mv |
| qB |
| 2 |
故选CD.
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