Question

16．回旋加速器原理如图所示，D₁、D₂是两个中空的半圆金属盒，它们之间接一电源，A处粒子源产生带电粒子，①和②分别是带电粒子在D₁和D₂盒中两条半圆轨道，下列说反中正确的是（　　）

• A． 图中电源为直流电源
• B． 图中电源为交流电源
• C． 粒子在①、②两轨迹运动的速率相等
• D． 粒子在①、②两轨迹运动的时间相等

Answer 1

分析 粒子在磁场中运动时，洛伦兹力提供向心力，满足qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$，运动周期T=$\frac{2πm}{qB}$（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、根据加速原理，当粒子在磁场中运动的周期与交变电压的周期同步时，才能处于加速状态，所以图中电源为交流电源．故A错误，B正确；
C、加速器中的磁场只使粒子偏转，根据qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$得速度为：v=$\frac{qBr}{m}$，粒子在①、②两轨迹运动的运动半径不同，所以速率不相等．故C错误；
D、粒子在回旋加速器中运动的周期为：T=$\frac{2πr}{v}=\frac{2πm}{qB}$，与粒子运动的速度无关，所以粒子在①、②两轨迹运动的时间相等．故D正确；
故选：BD．

点评 该题考查对回旋加速器工作原理的理解，熟练运用相关公式，便可解出此题，特别注意粒子运动的周期与粒子的速度无关．