Question

關(guān)于回旋加速器，下述說(shuō)法中不正確是（　　）

A．電場(chǎng)的作用是使帶電粒子加速，動(dòng)能增大

B．電場(chǎng)和磁場(chǎng)交替使帶電粒子加速

C．磁場(chǎng)的作用是使帶電粒子在磁場(chǎng)中回旋，獲得多次被加速的機(jī)會(huì)

D．D形盒的半徑越大，射出的帶電粒子獲得的能量越多

Answer 1

分析：回旋加速器是利用磁場(chǎng)使帶電粒子作回旋運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)中經(jīng)高頻電場(chǎng)反復(fù)加速的裝置．是高能物理中的重要儀器．
（1）磁場(chǎng)的作用
帶電粒子以某一速度垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，只在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其中周期與速率和半徑無(wú)關(guān)，使帶電粒子每次進(jìn)入D形盒中都能運(yùn)動(dòng)相等時(shí)間（半個(gè)周期）后，平行于電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng)中加速．
（2）電場(chǎng)的作用
回旋加速器的兩個(gè)D形盒之間的窄縫區(qū)域存在周期性的變化的并垂直于兩D形盒直徑的勻強(qiáng)電場(chǎng)，加速就是在這個(gè)區(qū)域完成的．
（3）交變電壓
為了保證每次帶電粒子經(jīng)過(guò)狹縫時(shí)均被加速，使其能量不斷提高，要在狹縫處加一個(gè)與粒子運(yùn)動(dòng)的周期一致的交變電壓．

解答：解：A、B、C、洛倫茲力不做功，故磁場(chǎng)只能使粒子旋回狹縫，粒子在電場(chǎng)中被加速，可知最大動(dòng)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(wú)關(guān)，故AC正確，B錯(cuò)誤；
D、由qvB=m

v2

R

得，v=

qvB

m

，則最大動(dòng)能E_K=

1

2

mv²=

q2B2R2

2m

，將D形盒的半徑越大，粒子獲得的動(dòng)能將增加，故D正確；
本題選擇錯(cuò)誤，故選：B．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵知道回旋加速器是利用電場(chǎng)加速、磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)來(lái)加速粒子，但是最終粒子的動(dòng)能與電場(chǎng)的大小無(wú)關(guān)．