Question

（2011?无锡一模）回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示．它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相

（2011?无锡一模）回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示．它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，两盒间的窄缝中形成匀强电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速．两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出．如果用同一回旋加速器分别加速氚核（13H）和α粒子（24He）比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小，有（　　）A．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能也较大B．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较小C．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能也较小D．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能较大

Answer 1

带电粒子在磁场中运动的周期与交流电源的周期相同，根据T＝

2πm

qB

，知氚核（₁³H）的质量与电量的比值大于α粒子（₂⁴He），所以氚核在磁场中运动的周期大，则加速氚核的交流电源的周期较大．
   根据qvB＝m

v2

r

得，最大速度v=

qBr

m

，则最大动能EKm＝

1

2

mv2＝

q2B2r2

2m

，氚核的质量是α粒子的

3

4

倍，氚核的电量是

1

2

倍，则氚核的最大动能是α粒子的

1

3

倍，即氚核的最大动能较小．故B正确，A、C、D错误．
故选B．