勞倫斯于1930年制成了世界上第一臺回旋加速器,其原理如圖所示,這臺加速器由兩個銅質(zhì)D形盒D1、D2構(gòu)成,其間留有空隙,兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場中,并分別與高頻電源相連.某帶電粒子在回旋加速器中的動能Ek隨時間t的變化規(guī)律如圖所示,忽略帶電粒子在電場中的加速時間,則下列判斷正確的是( )

A.在Ek-t圖中應(yīng)有t4-t3=t3-t2=t2-t1
B.高頻電源的變化周期應(yīng)等于tn-tn-1
C.要使粒子獲得的最大動能增大,應(yīng)增大勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度
D.要使粒子獲得的最大動能增大,應(yīng)增大加速電壓
【答案】分析:根據(jù)洛倫茲力提供向心力,可知回旋加速器的回旋周期一定;同理計算出最大動能的表達(dá)式并進(jìn)行討論.
解答:解:A、洛倫茲力提供向心力,有,解得,故周期,與速度無關(guān),故t4-t3=t3-t2=t2-t1=,故A正確;
B、為了保證每次帶電粒子經(jīng)過狹縫時均被加速,使其能量不斷提高,要在狹縫處加一個與粒子運動的周期一致的交變電壓,故B錯誤;
C、由qvB=m得,v=,則最大動能EK=mv2=,知最大動能與加速器的半徑、磁感線強(qiáng)度以及電荷的電量和質(zhì)量有關(guān),故C正確;
D、由qvB=m得,v=,則最大動能EK=mv2=,知最大動能與加速器的半徑、磁感線強(qiáng)度以及電荷的電量和質(zhì)量有關(guān),與加速電壓無關(guān),故D錯誤;
故選AC.
點評:解決本題的關(guān)鍵知道回旋加速器是利用電場加速、磁場偏轉(zhuǎn)來加速粒子,但是最終粒子的動能與電場的大小無關(guān).
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(2010?成都三模)美國物理學(xué)家勞倫斯于1932年發(fā)明的回旋加速器,應(yīng)用帶電粒子在磁場中做  圓周運動的特點,能使粒子在較小的空間范圍內(nèi)經(jīng)過電場的多次加速獲得較大的能量,使人類在獲得較高能量帶電粒子方面前進(jìn)了一步.下圖為一種改進(jìn)后的回旋加速器示意圖,其中盒縫間的加速電場場強(qiáng)大小恒定,且被限制在A、C板間,如圖所示.帶電粒子從P0處以速度v0沿電場線方向射入加速電場,經(jīng)加速后再進(jìn)入D型盒中的勻強(qiáng)磁場做勻速圓周運動.對于這種改進(jìn)后的回旋加速器,下列說法正確的是(  )

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勞倫斯于1930年制成了世界上第一臺回旋加速器,其原理如圖所示,這臺加速器由兩個銅質(zhì)D形盒D1、D2構(gòu)成,其間留有空隙,兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場中,并分別與高頻電源相連.某帶電粒子在回旋加速器中的動能Ek隨時間t的變化規(guī)律如圖所示,忽略帶電粒子在電場中的加速時間,則下列判斷正確的是(  )

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