一个用于加速质子的回旋加速器,其核心部分如图所示,D形盒半径为R,垂直D形盒底面的匀强磁场的磁感应强度为B,两盒分别与交

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  • 解题思路:粒子在磁场中运动时,洛伦兹力提供向心力,满足qvB=m

    v

    2

    r

    ,运动周期T=[2πr/v]=[2πm/Bq] (电场中加速时间忽略不计).对公式进行简单推导后,便可解此题.

    A、由T=[2πr/v] 得v=[2πr/T]=2πfr.当r=R时,v最大,此v=2πfR,故A正确;

    B、由qvB=m

    v2

    r 得v=[qBr/m],当r=R时,v最大,v=[qBR/m],由此可知质子的最大速度只与粒子本身的荷质比,加速器半径,和磁场大小有关,与加速电压无关,故B错误;

    C、考虑到狭义相对论,任何物体速度不可能超过光速,故C错误;

    D、此加速器加速电场周期T=[2πm/Bq],加速α粒子时T=[4πm/Bq],两个周期不同,不能加速α粒子.故D错误;

    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: 理解回旋加速器工作原理,熟练运用相关公式,便可解出此题.

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