Question

1930年勞倫斯制成了世界上第一臺(tái)回旋加速器，其原理如圖所示．這臺(tái)加速器由兩個(gè)銅質(zhì)D形盒D₁、D₂構(gòu)成，其間留有空隙．下列說(shuō)法正確的是（　　）

A．這臺(tái)加速器的D形盒空隙間加速電壓越大，被加速后的離子速度越大

B．當(dāng)磁場(chǎng)和電場(chǎng)確定時(shí)，這臺(tái)加速器能加速任何離子

C．當(dāng)磁場(chǎng)和電場(chǎng)確定時(shí)，這臺(tái)加速器僅能加速電量q相同的離子

D．離子僅從電場(chǎng)中獲得能量

Answer 1

分析：回旋加速器靠電場(chǎng)加速和磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)來(lái)加速粒子，根據(jù)洛倫茲力提供向心力，判斷粒子的最大速度與什么因素有關(guān)．加速粒子時(shí)，交變電場(chǎng)的周期與粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期相等．

解答：解：A、根據(jù)qvB=m

v2

R

，v=

qBR

m

，知離子離開(kāi)回旋加速器的最大速度與加速電壓無(wú)關(guān)，與磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和D形盒的半徑有關(guān)．故A錯(cuò)誤．
B、加速粒子時(shí)，交變電場(chǎng)的周期與粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期相等，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期T=

2πm

qB

，與粒子的比荷有關(guān)，不同的粒子，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期不一定相同，所以加速不同的粒子，需要改變交變電場(chǎng)的周期．故B、C錯(cuò)誤．
D、回旋加速器是利用電場(chǎng)加速，粒子獲得的能量從電場(chǎng)中獲�。�故D正確．
故選D．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵知道回旋加速器電場(chǎng)和磁場(chǎng)的作用，以及知道最大速度與什么因素有關(guān)．