Question

回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用，其原理如图所示．D 1 和D 2 是两个中空的半圆形金属盒，置于与盒

回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用，其原理如图所示．D 1 和D 2 是两个中空的半圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，它们接在电压为U、周期为T的交流电源上．位于D 1 圆心处的质子源A能不断产生质子（初速度可以忽略），它们在两盒之间被电场加速．当质子被加速到最大动能E k 后，再将它们引出．忽略质子在电场中的运动时间，则下列说法中正确的是（　　） A．若只增大交变电压U，则质子的最大动能E k 会变大 B．若只增大交变电压U，则质子在回旋加速器中运行时间会变短 C．若只将交变电压的周期变为2T，仍可用此装置加速质子 D．质子第n次被加速前后的轨道半径之比为 n-1 ： n

Answer 1

A、根据qvB=m v 2 r ，得v= qBr m ．则最大动能E K = 1 2 mv 2 = q 2 B 2 r 2 2m ，与加速电压无关，故A错误； B、若只增大交变电压U，则质子在回旋加速器中加速次数会减小，导致运行时间变短，故B正确； C、若只将交变电压的周期变为2T，而质子在磁场中运动的周期不变，则两周期不同，所以不能始终处于加速状态，故C错误； D、根据洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动，则有半径公式 R= mv Bq 与nqU= 1 2 m v 2 ，所以质子第n次被加速前后的轨道半径之比为 n-1 ： n ，故D正确， 故选BD．