1930年,劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器,工作原理示意图如图

AC 试题分析:由于洛仑兹力不做功,所以粒子从电场中获得能量,A对;由于粒子的周期不变,所以交流电的周期也不变,B错;粒子飞出时的最大速度由D型盒的半径决定,C对;回旋加速器能够同步加速的条件是交变电流的周期与带电粒子的周期相同,D错;点评:难度中等,根据洛伦兹力改变速度方向可知交变电流的周期与粒子的偏转周期相同,粒子的最大动能由D型盒的半径决定

回旋加速器的原理如图所示,它由两个铜质D形盒D1、D2构成,其间

A、离子每次通过D形盒D1、D2间的空隙时,电场力做正功,动能增加,所以离子从电场中获得能量.故A正确. B、离子在磁场中受到的洛伦兹力不做功,不能改变离子的动能,所以离子不能从磁场中获得能量.故B错误. C、D设D形盒的半径为R,当离子圆周运动的半径等于R时,获得的动能最大,则由Bqv=m v2 R 可得:v= BqR m ,则最大动能为:Ekm=1 2 mv2= B2q2R2 2m . 可见,最大动能与加速电压,及极板间的空隙间距均无关,而当增大D形盒的半径可增加离子从回旋加速器中获得的最大动能.故C正确,D错误. 故选:AC.

右图甲是回旋加速器的原理示意图.其核心部分是两个 D 型金属盒

B高频电源的变化周期应该等于2( t n - t n -1 ),选项A错误;由qvB=mv 2 /R得R=mv/qB,粒子获得的最大动能 E k = mv 2 = ,与加速次数无关,选项C错误.对于同一回旋加速器,半径R一定,磁感应强度B一定,粒子获得的最大动能 E k 与粒子电荷量q和质量有关,选项D错误.

回旋加速器的原理

用电磁回旋加速器对带电粒子加速 带电粒子在电场力的作用下加速,然后进入磁场,受到洛仑兹力使其运动方向改变转过180度,再次进入电场,这时电场方向改变,使带电粒子再次加速,穿过电场后进入另一个磁场再次转过180度回到电场,电场的方向又改变,对带电粒子继续加速于是循环这个过程就达到对粒子加速的目的.

回旋加速器的工作原理如图所示,置于高真空中的D形金属盒半径为R

(1)根据 qv B=m v 2R 得,v=qBRm 则最大动能 E Km = 12 m v 2 = q 2 B 2 R 22m .(2)粒子被电场加速一次动能的增加qU则粒子被加速的次数n=E K MqU =q B 2 R 22mU 粒子在磁场中运动周期的次数 n′= n2 = q B 2 R 24mU T=2πmqB 则粒子从静止开始到出口处所需的时间t=n′T=q B 2 R 24mU ? 2πmqB = πB R 22U .

回旋加速器的原理

是电磁回旋加速器,是对带电粒子加速的 带电粒子在电场力的作用下加速,然后进入磁场,受到洛仑兹力使其运动方向改变转过180度,再次进入电场,这时电场方向改变,使带电粒子再次加速,穿过电场后进入另一个磁场再次转过180度回到电场,电场的方向又改变,对带电粒子继续加速 于是循环这个过程就达到对粒子加速的目的

回旋加速器的工作原理如图所示,置于真空中的D形金属盒半径为R

当粒子达最大半径时,粒子将不能再加速;故根据qv B=mv2 R 得,v=qBR m 则最大动能EKm=1 2 mv2=q2B2R2 2m .由公式可知,最大动能与U无关;与m成反比;故ACD错误;B正确;故选:B.

回旋加速器的工作原理如图所示,置于高真空中的D形金属盒,半

A 根据qv B=m 得,v= ,则最大动能E Km = mv 2 = ,所以为了使质子获得的动能增大为原来的4倍,可以将D型金属盒的半径增大为原来的2倍,将磁场的磁感应强度增大为原来的2倍,与电场无关故选A

右图1是回旋加速器D型盒外观图,右图2是回旋加速器工作原理图.微观

A、根据半径公式r= mv qB 知,v= qBr m ,则粒子的最大动能Ek=1 2 mv2= q2B2r2 2m ,与加速的电压无关,而最大动能与加速器的半径、磁感线强度以及电荷的电量和质量有关.半径越大,能量越大;磁场越强,能量越大;故A正确,C错误. B、由上分析可知,加速粒子能量还与电荷的质量与电量有关,因此内部不允许存在空气,若有会影响粒子的比荷,故B错误;D、根据周期公式T=2πm qB ,可知,加速粒子在磁场中运动周期不变,因此高频电源的周期是确定的,故D错误;故选:A.

如图甲所示是回旋加速器的示意图,其核心部分是两个D形金属盒,在

A、交流电源的周期必须和粒子在磁场中运动的周期一致,故电源的变化周期应该等于2(tn-tn-1),A错误;B、由公式T=2πm qB 知在Ek-t图中应有t4-t3=t3-t2=t2-t1,B正确;C、粒子获得的最大动能由D型盒的半径决定,C错误;D、由公式r=mv qB 知,对不同的粒子获得的最大动能不相同,D错误;故选B