Question

【題目】圖甲是回旋加速器的示意圖，其核心部分是兩個D形金屬盒，在加速帶電粒子時，兩金屬盒置于勻強磁場中，并分別與高頻電源兩極相連。帶電粒子在磁場中運動的動能Ek隨時間t的變化規律如圖乙所示，若忽略帶電粒子在電場中的加速時間，則下列說法正確的是

A．（t2 －tl）>（t3 －t2）>……>（tn－ tn－l）

B．高頻電源的變化周期應該等于tn－ tn－l

C．要使粒子獲得的最大動能增大，可以增大D形盒的半徑

D．要使粒子獲得的最大動能增大，可以增大加速電壓

Answer 1

【答案】C

【解析】

試題分析：帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動，穿過狹縫時被加速，粒子每轉一周兩次經過狹縫被加速，因此圖乙中t2-t1、t3-t2、……tn-tn-1表示做半個圓周運動所用的時間，，恒定不變，故（t2-t1）=（t3-t2）=……=（tn-tn-1），A、B錯誤；洛倫茲力提供向心力，，粒子速度，可見粒子的速度越大軌跡半徑越大，粒子做圓周運動的最大值等于D型盒的半徑，故C正確；增大加速電壓，可以使粒子每一次加速獲得的速度增大，但粒子的最大速度是由D型盒的半徑決定的，也就是說增大加速電壓只能減少加速次數，故D錯誤。