题目内容

1.美国物理学家欧内斯特•劳伦斯1932年研制成功回旋加速器.它的主要结构是在磁极间的真空室内有两个半圆形的金属D形盒隔开相对放置,D形盒上加交变电压,其间隙处产生交变电场.置于中心的粒子源产生的带电粒子射出来,受到电场加速,在D形盒内不受电场力,仅受磁极间磁场的洛伦兹力,在垂直磁场平面内作圆周运动,其结构如图所示,若D形盒等设备不变,需要获得动能更大的粒子,可以只增加(  )
A.两D形盒间电压B.真空室内磁感应强度的大小
C.交变电压的周期D.带电粒子的质量

分析 粒子在回旋加速器中加速获得最大动能时,粒子刚好射出加速器,此时粒子运动的轨迹半径等于D形盒的半径;根据洛伦兹力提供向心力,求出最大动能.

解答 解:根据qvmB=m$\frac{{v}_{m}^{2}}{R}$,得最大动能为:
E=$\frac{1}{2}$mvm2=$\frac{{B}^{2}{R}^{2}{q}^{2}}{2m}$
根据表达式可知,要使动能增大,可增大磁场强度,减小粒子质量,故ACD错误,B正确;
故选:B

点评 解决本题的关键知道当粒子从D形盒中出来时,速度最大.根据洛伦兹力提供向心力即可

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