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回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示,要增大带电粒子射出时的动能,则下列说法中正确的是( )
分析:回旋加速器利用电场加速和磁场偏转来加速粒子,根据洛伦兹力提供向心力求出粒子射出时的速度,从而得出动能的表达式,看动能与什么因素有关.
解答:解:由qvB=m
,解得v=
.
则动能EK=
mv2=
,则知带电粒子的最大动能与加速的电压无关,狭缝间的距离无关,与磁感应强度大小和D形盒的半径有关,增大磁感应强度和D形盒的半径,可以增加粒子的动能.故B正确,A、C、D错误.
故选B.
v2 |
R |
qBR |
m |
则动能EK=
1 |
2 |
q2B2R2 |
2m |
故选B.
点评:解决本题的关键知道回旋加速器电场和磁场的作用,知道粒子的最大动能与加速的电压无关,与磁感应强度大小和D形盒的半径有关.
练习册系列答案
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回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电两极相连接的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成的周期性变化的匀强电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速.两D形金属盒处于垂直于盒底面的匀强磁场中,如图所示,设匀强磁场的磁感应强度为B,D形金属盒的半径为R,狭缝间的距离为d,匀强电场间的加速电压为U,要增大带电粒子(电荷量为q质量为m,不计重力)射出时的动能,则下列方法中正确的是( )
A、增大匀强电场间的加速电压 | B、减小狭缝间的距离 | C、增大磁场的磁感应强度 | D、增大D形金属盒的半径 |
回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示.设D形盒半径为R.若用回旋加速器加速质子(氢核)时,匀强磁场的磁感应强度为B,高频交流电频率为f.质子质量为m,电荷量为e.则下列说法正确的是( )
A、质子被加速后的最大速度不可能超过2πRf | ||
B、质子被加速后的最大动能Ek不可能超过
| ||
C、质子被加速后的最大动能与狭缝间的加速电压、加速次数无关 | ||
D、改变B和f,该回旋加速器也能用于加速α粒子(即氦核) |