Question

一回旋加速器，可把α粒子（）加速到最大速率v，其加速电场的变化频率为f．在保持磁感应强度不变的前提下，若用这一回旋加速器对质子（）进行加速，则加速电场的变化频率及能加速到的最大速率分别为（ ）
A．f，v
B．，
C．2f，2v
D．f，2v

Answer 1

【答案】分析：在回旋加速器中，加速电场的变化周期与粒子在磁场中运动的周期相等，通过洛伦兹力提供向心力得出最大速率与D形盒半径的关系，从而进行判断．
解答：解：带电粒子在磁场中的运动周期T=，则f=，因为加速电场的变化周期与粒子在磁场中运动的周期相等，对质子而言，在磁场中运动的周期变为原来的，则加速电场的变化频率变为原来的2倍，即为2f．
根据qvB=，R为D形盒的半径，最大速率为v=，比荷变为原来的2倍，则最大速率变为原来的2倍，即2v．故C正确，A、B、D错误．
故选C．
点评：解决本题的关键知道回旋加速器中，加速电场的变化周期与粒子在磁场中运动的周期相等．