Question

【题目】回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示．它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，a、b接在电压为U、周期为T的交流电源上．设D形盒的半径为R，现将垂直于D形盒的磁场感应强度调节为，刚好可以对氚核进行加速，氚核所能获得的最大能量为，以后保持交流电源的周期T不变．已知氚核和粒子的质量之比为3：4，电荷量之比为1：2．下列说法正确的是（ ）

A.若只增大交变电压U，则氚核在回旋加速器中运行的时间不会发生变化

B.若用该装置加速粒子，应将磁场的磁感应强度大小调整为

C.将磁感应强度调整后对粒子进行加速，粒子在加速器中获得的最大能量大于氚核的获得的能量

D.将磁感应强度调整后对粒子进行加速，粒子在加速器中加速的次数大于氚核的次数

Answer 1

【答案】BC

【解析】

A. 粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：

粒子的最大速度：

所以，粒子加速后的最大动能：

根据动能定理：

Ekm=nqU

若其他量不变，只提高加速电压U，则氚核在电场中加速的次数减小；氚核在加速器中运动的总时间将缩短，故A错误。

B. 粒子在磁场中运动的周期，若该装置加速α粒子，则：，由于：

应将磁场的磁感应强度大小调整为：，故B正确。

C. 将磁感应强度调整后对α粒子进行加速，a粒子在加速器中获得的能量等于氚核的能量：

故C正确。

D. 氚核在磁场中加速的次数：

a粒子在加速器中加速的次数：

可知将磁感应强度调整后对α粒子进行加速，a粒子在加速器中加速的次数小于氚核的次数，故D错误。