Question

如图所示，回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的匀强电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速。两D形金属盒处于垂直于盒底面的匀强磁场中，磁场方向如图所示，设匀强磁场的磁感应强度为B， D形金属盒的半径为R，狭缝间的距离为d，匀强电场间的加速电压为U，要增大带电粒子（电荷量为q，质量为m，不计重力）射出时的动能，则下列方法中正确的是

A．增大加速电场间的加速电压             B．减小狭缝间的距离

C．增大磁场的磁感应强度                   D．增大D形金属盒的半径

Answer 1

CD 

解析:根据题意分析得：回旋加速器的原理决定了带电粒子是在两盒间的匀强电场中被加速的，磁场的作用只是让粒子受到洛伦兹力，洛伦兹力不做功，提供向心力，F_心=f=qvB=m，得到：运动的周期T=，这个周期与电场方向变化的周期正好相等，所以每次经过电场时都会被加速，速度会越来越大，根据半径r=得到：当半径接近D形金属盒的半径时，再离开加速器，所以要想增大粒子的动能，必须让粒子被加速的次数越多越好，当增加磁场的磁感应强度B，则粒子运动的周期变小，被加速的次数会增多；当增大D形金属盒的半径时，也会增加被加速的次数，所以粒子射出时的动能就变大，而增大加速电压和减小狭缝间的距离，都不增加加速次数，达不到增大最终动能的目的。所以本题的正确选项应该为C、D两项。