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精英家教网如图所示,回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置.其核心部分是两个D型金属盒,置于匀强磁场中,两盒分别与高频电源相连.要求高频电源的周期与粒子在D型盒中运动周期相同.为增大某带电粒子加速后从D型盒边缘引出时的动能,下列措施可行的有(不考虑相对论效应)(  )
A、减小磁感应强度.同时增大高频电源的周期B、增大磁感应强度,同时减小高频电源的周期C、增大磁感应强度,同时增大高频电源的电压D、减小高频电源的周期.同时增大高频电源的电压
分析:当带电粒子从回旋加速器最后出来时速度最大,根据qvB=m
v2
R
求出最大速度,再根据Ekm=
1
2
mv2
求出最大动能,可知与什么因素有关.
解答:解: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
,增大磁感应强度可以增大粒子的最大动能.因为T=
2πm
qB
,知磁感应强度增大,周期减小,因为回旋加速器高频电源的周期与粒子在磁场中的周期相同,所以需减小高频电源的周期.粒子最大动能与加速的电压无关.故B正确,A、C、D错误.
故选:B.
点评:解决本题的关键知道最大动能与D形盒的半径有关,与磁感应强度的大小有关.以及知道粒子在磁场中运动的周期与高频电源的周期相同.
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