题目内容

回旋加速器是用来加速带电粒子的装置,如图所示.如果用同一回旋加速器分别加速氚核(
 
3
1
H
)和α粒子(
 
4
2
He
)比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小,有(  )
分析:回旋加速器是通过电场进行加速,磁场进行偏转来加速带电粒子.带电粒子在磁场中运动的周期与交流电源的周期相同,根据T=
2πm
Bq
比较周期.当粒子最后离开回旋加速器时的速度最大,根据qvB=m
v2
r
求出粒子的最大速度,从而得出最大动能的大小关系.
解答:解:带电粒子在磁场中运动的周期与交流电源的周期相同,根据T=
2πm
Bq
,知氚核(13H)的质量与电量的比值大于α粒子(24He),所以氚核在磁场中运动的周期大,则加速氚核的交流电源的周期较大.
   根据qvB=m
v2
r
得,最大速度v=
qBr
m
,则最大动能EKm=
1
2
mv2=
q2B2r2
2m
,
氚核的质量是α粒子的
3
4
倍,氚核的电量是
1
2
倍,则氚核的最大动能是α粒子的
1
3
倍,即氚核的最大动能较小.故B正确,A、C、D错误.
故选:B.
点评:解决本题的关键知道带电粒子在磁场中运动的周期与交流电源的周期相同,以及会根据qvB=m
v2
r
求出粒子的最大速度.
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