题目内容
劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器，工作原理示意图如图所示．置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略．磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U．若A处粒子源产生的质子，质量为m、电荷量为+q，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响．则下列说法正确的是（ ）
分析：回旋加速器运用电场加速磁场偏转来加速粒子，根据洛伦兹力提供向心力可以求出粒子的最大速度，从而求出最大动能．在加速粒子的过程中，电场的变化周期与粒子在磁场中运动的周期相等．
解答：解：A、质子出回旋加速器的速度最大，此时的半径为R，则v=
=2πRf．所以最大速度不超过2πfR．故A正确．
B、根据qvB=m
，知v=
，则最大动能EKm=
mv2=
．与加速的电压无关．故B错误．
C、粒子在加速电场中做匀加速运动，在磁场中做匀速圆周运动，根据v=
知，质子第二次和第一次经过D形盒狭缝的速度比为
：1，根据r=
，则半径比为
：1．故C正确．
D、带电粒子在磁场中运动的周期与加速电场的周期相等，根据T=
知，换用α粒子，粒子的比荷变化，周期变化，回旋加速器需改变交流电的频率才能加速α粒子．故D错误．
故选AC．
| 2πR |
| T |
B、根据qvB=m
| v2 |
| R |
| qBR |
| m |
| 1 |
| 2 |
| q2B2R2 |
| 2m |
C、粒子在加速电场中做匀加速运动，在磁场中做匀速圆周运动，根据v=
| 2ax |
| 2 |
| mv |
| qB |
| 2 |
D、带电粒子在磁场中运动的周期与加速电场的周期相等，根据T=
| 2πm |
| qB |
故选AC．
点评：解决本题的关键知道回旋加速器电场和磁场的作用，知道最大动能与什么因素有关，以及知道粒子在磁场中运动的周期与电场的变化的周期相等．
练习册系列答案
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（2009?江苏）1932年，劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器．回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计．磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直．A处粒子源产生的粒子，质量为m、电荷量为+q，在加速器中被加速，加速电压为U．加速过程中不考虑相对论效应和重力作用．
1932年，劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器．回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计．磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直．A处粒子源产生的粒子，质量为m、电荷量为+q，在加速器中被加速，加速电压为U．加速过程中不考虑重力作用．
劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器，工作原理示意图如图所示．置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略．磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U．若A处粒子源产生的质子在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响．则下列说法正确的是（ ）| A、质子被加速后的最大速度不可能超过2πRf | B、质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比 | C、质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为2：1 | D、不改变磁感应强度B和交流电频率f，该回旋加速器也能用于α粒子加速 |
