Question

美国物理学家劳伦斯于1932年发明的回旋加速器，应用带电粒子在磁场中做圆周运动的特点，能使粒子在较小的空间范围内经过电场的多次加速获得较大的能量，使人类在获得以较高能量带电粒子方面前进了一步，如图所示为一种改进后的回旋加速器示意图，其中盒缝间的加速电场场强大小恒定，且被限制在A、C板间，带电粒子从P处静止释放，并沿电场线方向射入加速电场，经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动，盒缝间隙很小，可以忽略不计．对于这种改进后的回旋加速器，下列说法正确的是（ ）

A．带电粒子每运动半周被加速一次
B．P₁P₂＞P₂P₃
C．加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸有关
D．加速电场方向需要做周期性的变化

Answer

带电粒子经加速电场加速后，进入磁场发生偏转，电场被限制在A、C板间，只有经过AC板间时被加速，所以运动一周加速一次，电场的方向不需改变．当带电粒子离开回旋加速器时，速度最大．
【解析】
A、带电粒子只有经过AC板间时被加速，即带电粒子每运动一周被加速一次．电场的方向没有改变，则在AC间加速．故A错误，D错误．
B、根据r=，则P1P2=2（r2-r1）=，因为每转一圈被加速一次，根据v2-v12=2ad，知每转一圈，速度的变化量不等，且v3-v2＜v2-v1，则P1P2＞P2P3．故B正确．
C、当粒子从D形盒中出来时，速度最大，根据r=得，v=．知加速粒子的最大速度与D形盒的半径有关．故C正确．
故选BC．