Question

16．回旋加速器原理如圖所示，D₁、D₂是兩個中空的半圓金屬盒，它們之間接一電源，A處粒子源產生帶電粒子，①和②分別是帶電粒子在D₁和D₂盒中兩條半圓軌道，下列說反中正確的是（　�。�

• A． 圖中電源為直流電源
• B． 圖中電源為交流電源
• C． 粒子在①、②兩軌跡運動的速率相等
• D． 粒子在①、②兩軌跡運動的時間相等

Answer 1

分析 粒子在磁場中運動時，洛倫茲力提供向心力，滿足qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$，運動周期T=$\frac{2πm}{qB}$（電場中加速時間忽略不計）．對公式進行簡單推導后，便可解此題．

解答 解：A、根據加速原理，當粒子在磁場中運動的周期與交變電壓的周期同步時，才能處于加速狀態(tài)，所以圖中電源為交流電源．故A錯誤，B正確；
C、加速器中的磁場只使粒子偏轉，根據qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$得速度為：v=$\frac{qBr}{m}$，粒子在①、②兩軌跡運動的運動半徑不同，所以速率不相等．故C錯誤；
D、粒子在回旋加速器中運動的周期為：T=$\frac{2πr}{v}=\frac{2πm}{qB}$，與粒子運動的速度無關，所以粒子在①、②兩軌跡運動的時間相等．故D正確；
故選：BD．

點評 該題考查對回旋加速器工作原理的理解，熟練運用相關公式，便可解出此題，特別注意粒子運動的周期與粒子的速度無關．