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(2006?淮安二模)一个用于加速质子的回旋加速器,其D形盒半径为R,垂直D形盒底面的匀强磁场的磁感应强度为B,接在D形盒上的高频电源频率为f.下列说法正确的是(  )
分析:粒子在磁场中运动时,洛伦兹力提供向心力,满足qvB=m
v2
r
,运动周期T=
2πr
v
=
2πm
Bq
(电场中加速时间忽略不计).对公式进行简单推导后,便可解此题.
解答:解:A、根据v=
2πR
T
=2πRf,可知:最大半径为R,且电场变化的频率即为粒子在磁场中运动周期,所以最大速度不可能超过2πfR.故A正确,
B、根据qvB=m
v2
R
得,粒子的最大速度v=
qBR
m
,则最大动能EKm=
1
2
mv2=
q2B2R2
2m
.知增大动能,需增大D形盒的半径,或增大磁感应强度,故B正确;
C、若R足够大,质子的速度不可以被加速到任意值,因当达到一定速度后,质子的质量发生变化,导致周期变化,故C错误;
D、若是α粒子,则粒子的比荷发生变化,所以周期也变化,因此不能用这个装置,故D错误,
故选AB.
点评:解决本题的关键知道根据qvB=m
v2
R
可求出最大速度,以及知道最大动能与D形盒的半径和磁感应强度的大小有关.
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