Question

回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電兩極相連接的兩個D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的勻強電場，使粒子在通過狹縫時都能得到加速．兩D形金屬盒處于垂直于盒底面的勻強磁場中，如圖所示，設勻強磁場的磁感應強度為B，D形金屬盒的半徑為R，狹縫間的距離為d，勻強電場間的加速電壓為U，要增大帶電粒子（電荷量為q質量為m，不計重力）射出時的動能，則下列方法中正確的是（　　）

• A、增大勻強電場間的加速電壓
• B、減小狹縫間的距離
• C、增大磁場的磁感應強度
• D、增大D形金屬盒的半徑

Answer 1

分析：回旋加速器利用電場加速和磁場偏轉來加速粒子，根據洛倫茲力提供向心力求出粒子射出時的速度，從而得出動能的表達式，看動能與什么因素有關．

解答：解：由qvB=m

v2

R

，解得v=

qBR

m

．
則動能E_K=

1

2

mv²=

q2B2R2

2m

，知動能與加速的電壓無關，狹縫間的距離無關，與磁感應強度大小和D形盒的半徑有關，增大磁感應強度和D形盒的半徑，可以增加粒子的動能．故C、D正確，A、B 錯誤．
故選：CD．

點評：解決本題的關鍵知道回旋加速器電場和磁場的作用，知道粒子的最大動能與加速的電壓無關，與磁感應強度大小和D形盒的半徑有關．