Question

【题目】1932年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速度，其原理如图所示。这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙。不计电场中加速时间和相对论效应，则（　　）

A. 离子由加速器的边缘进入加速器

B. 离子由加速器的中心附近进入加速器

C. 加速电场的周期随粒子速度增大而增大

D. 粒子从D形盒射出时的动能与加速电场的电压无关

Answer 1

【答案】BD

【解析】

离子由加速器的中心附近进入加速器，而从边缘离开加速器；洛伦兹力并不做功，而电场力对离子做正功，可知离子能从电场获得能量。当离子在磁场中圆周运动的半径等于D形盒半径时，速度最大，动能最大，根据洛伦兹力充当向心力，列式得到最大动能的表达式，再进行分析增加最大动能的方法。

AB．要加速次数最多最终能量最大，则被加速离子只能由加速器的中心附近进入加速器，而从边缘离开加速器，故A错误，B正确；

C．据回旋加速器的工作原理知，电场的周期等于粒子在磁场运动的周期。所以，与离子的速度大小无关。故C错误；

D．离子在磁场中洛伦兹力提供向心力，所以，所以据表达式可知，离子获得的最大动能取决于D形盒的半径，所以最大动能为，与加速电场的电压无关。故D正确；

故选BD。