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(2012?丹东模拟)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时,匀强磁场的磁感应强度为B,高频交流电频率为f.则下列说法正确的是(  )
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
qB
(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、由T=
2πr
v
得v=
2πr
T
=2πfr.当r=R时,v最大,此v=2πfR,故A正确;
B、由qvB=m
v2
r
得v=
qBr
m
,当r=R时,v最大,v=
qB R
m
,由此可知质子的最大速度只与粒子本身的荷质比,加速器半径,和磁场大小有关,故B正确;
C、考虑到狭义相对论,任何物体速度不可能超过光速,故C错误;
D、此加速器加速电场周期T=
2πm
qB
,加速α粒子时T=
2π(4m)
(2q)B
=
4πm
qB
,两个周期不同,不能加速α粒子.故D错误;
故选A,B
点评:理解回旋加速器工作原理,熟练运用相关公式,便可解出此题.
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