回旋加速器是加速带电粒子的装置.其主体部分是两个D形金属盒,两金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,并分别与高频交流电源两极

回旋加速器是加速带电粒子的装置.其主体部分是两个D形金属盒,两金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,并分别与高频交流电源两极相连接,从而使粒子每次经过两盒间的狭缝时都得到加速,如图所示.现要增大带电粒子从回旋加速器射出时的动能,下列方法可行的是(  )
A.增大金属盒的半径
B.减小狭缝间的距离
C.增大高频交流电压
D.减小磁场的磁感应强度
淡白ff儿 1年前 已收到1个回答 举报

blovesky 幼苗

共回答了12个问题采纳率:91.7% 举报

解题思路:回旋加速器中带电粒子在电场被加速,每通过电场,动能被增加一次;而在磁场里做匀速圆周运动,通过磁场时只改变粒子的运动方向,动能却不变.因此带电粒子在一次加速过程中,电场电压越大,动能增加越大.但从D形盒中射出的动能,除与每次增加的动能外,还与加速次数有关.所以加速电压越大,回旋次数越少,最大动能只由磁感应强度和D形金属盒的半径决定.

带电粒子从D形盒中射出时的动能 Ekm=[1/2] mvm2 (1)
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,则圆周半径 R=
m
v m
Bq (2)
由(1)(2)可得Ekm=
R2B2q2
2m 显然,当带电粒子q、m一定的,则Ekm∝R2 B2
即Ekm随磁场的磁感应强度B、D形金属盒的半径R的增大而增大,与加速电场的电压和狭缝距离无关,
故选:A.

点评:
本题考点: 质谱仪和回旋加速器的工作原理.

考点点评: 本题回旋加速器考查电磁场的综合应用:在电场中始终被加速,在磁场中总是匀速圆周运动.所以容易让学生产生误解:增加射出的动能由加速电压与缝间决定.原因是带电粒子在电场中动能被增加,而在磁场中动能不变.

1年前

3
可能相似的问题
Copyright © 2024 YULUCN.COM - 雨露学习互助 - 16 q. 0.033 s. - webmaster@yulucn.com