Question

一道高中物理题，请解释一下为什么

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，两盒分别与交流电源相连．下列说法中正确的是

A．质子被加速后的最大速度随B、R的增大而增大

B．质子被加速后的最大速度随加速电压的增大而增大

C．只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值

D．不需要改变任何量，这个装置也能用于加速α粒子
请尽快给予回答,谢谢
图就是一个回旋加速器，没什么用的

Answer 1

A:在光速范围内：设最大速度为v，则qvB=mv^2/R，所以v=qBR/m，所以最大速度与B，R成正比，而与加速电压无关，所以A对 B错。由相对论知质子速度不会超过光速，C错。要不断加入带电粒子，则交流电电压必须与粒子在磁场中运动周期相同，在同一磁场中，周期只与电荷与质量比值有关，由于质子荷质比与a粒子不同，质子荷质比为q/m,而a粒子为q/2m,所以此加速器不能加速a粒子。D错，答案A

Answer 2

A:质子被加速后的最大速度不可能超过2πfR
B:质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关 正确
C:光速是不可能的 因为频率的大小会改变
D:交流电源50Hz 必须要改变

Answer 3

A

Answer 4

选B