迴旋加速器的工作原理如圖所示：真空容器D形盒放在與盒面垂直的勻強磁場中，且磁感應強度B保持不變。兩盒間狹縫間距...
來源：國語幫 3.22W
問題詳情：
迴旋加速器的工作原理如圖所示：真空容器D形盒放在與盒面垂直的勻強磁場中，且磁感應強度B保持不變。兩盒間狹縫間距很小，粒子從粒子源A處（D形盒圓心）進入加速電場（初速度近似為零）．D形盒半徑為R，粒子質量為m、電荷量為+q，加速器接電壓為U的高頻交流電源．若相對論效應、粒子所受重力和帶電粒子穿過狹縫的時間均不考慮．下列論述正確的是
A．交流電源的頻率可以任意調節不受其他條件的限制
B．加速氘核(
)和氦核(
)兩次所接高頻電源的頻率不相同
C．加速氘核(
)和氦核(
)它們的最大速度相等
D．增大U，粒子在D型盒內運動的總時間t 減少
【回答】
CD
【詳解】
A．根據迴旋加速器的原理，每轉一週粒子被加速兩次，交流電完成一次週期*變化，粒子做圓周運動洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得
粒子做圓周運動的週期
交流電源的頻率
解得
可知交流電源的頻率不可以任意調節，故A錯誤；
B．加速不同的粒子，交流電源的頻率
由於氘核(
)和氦核(
)的比荷相同，所以加速氘核(
)和氦核(
)兩次所接高頻電源的頻率相同，故B錯誤；
C．粒子加速後的最大軌道半徑等於D型盒的半徑，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得
解得粒子的最大運行速度
由於氘核(
)和氦核(
)的比荷相同，所以加速氘核(
)和氦核(
)它們的最大速度相等，故C正確；
D．粒子完成一次圓周運動被電場加速2次，由動能定理得
經過的週期個數為
最大動能為
粒子在D型盒磁場內運動的時間
即
U越大，t越小，故D正確。
故選CD。
知識點：質譜儀與迴旋加速器
題型：選擇題
