如图*是回旋加速器的原理示意图,其核心部分是两个D形金属盒,在加速带电粒子时,两金属盒置于匀强磁场中(磁感应强...

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如图*是回旋加速器的原理示意图,其核心部分是两个D形金属盒,在加速带电粒子时,两金属盒置于匀强磁场中(磁感应强度大小恒定),并分别与高频电源相连,加速时某带电粒子的动能Ek随时间t的变化规律如图乙所示,若忽略带电粒子在电场中的加速时间,则下列判断正确的是

如图*是回旋加速器的原理示意图,其核心部分是两个D形金属盒,在加速带电粒子时,两金属盒置于匀强磁场中(磁感应强...

A.高频电源的变化周期应该等于tn-tn-1

B.在Ek-t图像中t4-t3=t3-t2=t2-t1

C.粒子加速次数越多,粒子获得的最大动能一定越大

D.不同粒子获得的最大动能都相同

【回答】

B

【分析】

回旋加速器工作条件是交流电源的周期必须和粒子在磁场中圆周运动的周期一致,由公式如图*是回旋加速器的原理示意图,其核心部分是两个D形金属盒,在加速带电粒子时,两金属盒置于匀强磁场中(磁感应强... 第2张如图*是回旋加速器的原理示意图,其核心部分是两个D形金属盒,在加速带电粒子时,两金属盒置于匀强磁场中(磁感应强... 第3张进行分析判断。

【详解】

A.交流电源的周期必须和粒子在磁场中运动的周期一致,故电源的变化周期应该等于如图*是回旋加速器的原理示意图,其核心部分是两个D形金属盒,在加速带电粒子时,两金属盒置于匀强磁场中(磁感应强... 第4张,故A错误;

B.根据

如图*是回旋加速器的原理示意图,其核心部分是两个D形金属盒,在加速带电粒子时,两金属盒置于匀强磁场中(磁感应强... 第5张

可知粒子回旋周期不变,在如图*是回旋加速器的原理示意图,其核心部分是两个D形金属盒,在加速带电粒子时,两金属盒置于匀强磁场中(磁感应强... 第6张图中应有如图*是回旋加速器的原理示意图,其核心部分是两个D形金属盒,在加速带电粒子时,两金属盒置于匀强磁场中(磁感应强... 第7张,故B正确;

C.根据公式:

如图*是回旋加速器的原理示意图,其核心部分是两个D形金属盒,在加速带电粒子时,两金属盒置于匀强磁场中(磁感应强... 第8张

解得如图*是回旋加速器的原理示意图,其核心部分是两个D形金属盒,在加速带电粒子时,两金属盒置于匀强磁场中(磁感应强... 第9张,故最大动能:

如图*是回旋加速器的原理示意图,其核心部分是两个D形金属盒,在加速带电粒子时,两金属盒置于匀强磁场中(磁感应强... 第10张

则知粒子获得的最大动能与D形盒的半径有关,D形盒的半径越大,粒子获得的最大动能越大,与加速的次数无关。故C错误;

D.最大动能:

如图*是回旋加速器的原理示意图,其核心部分是两个D形金属盒,在加速带电粒子时,两金属盒置于匀强磁场中(磁感应强... 第11张

动能与粒子比荷以及如图*是回旋加速器的原理示意图,其核心部分是两个D形金属盒,在加速带电粒子时,两金属盒置于匀强磁场中(磁感应强... 第12张如图*是回旋加速器的原理示意图,其核心部分是两个D形金属盒,在加速带电粒子时,两金属盒置于匀强磁场中(磁感应强... 第13张有关,不同粒子获得的最大动能不同,D错误。

【点睛】

本题考查了回旋加速器的原理,要能够准确的推导出粒子最大动能与粒子比荷、D形盒半径的关系。

知识点:质谱仪与回旋加速器

题型:选择题

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