Question

图甲是回旋加速器的示意图，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，并分别与高频电源两极相连。带电粒子在磁场中运动的动能E_k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，则下列说法正确的是

A．（t₂ －t_l）>（t₃ －t₂）>……>（t_n－ t_n－l）

B．高频电源的变化周期应该等于t_n－ t_n－l

C．要使粒子获得的最大动能增大，可以增大D形盒的半径

D．要使粒子获得的最大动能增大，可以增大加速电压

Answer

C

【解析】

试题分析：带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，穿过狭缝时被加速，粒子每转一周两次经过狭缝被加速，因此图乙中t2-t1、t3-t2、……tn-tn-1表示做半个圆周运动所用的时间，，恒定不变，故（t2-t1）=（t3-t2）=……=（tn-tn-1），A、B错误；洛伦兹力提供向心力，，粒子速度，可见粒子的速度越大轨迹半径越大，粒子做圆周运动的最大值等于D型盒的半径，故C正确；增大加速电压，可以使粒子每一次加速获得的速度增大，但粒子的最大速度是由D型盒的半径决定的，也就是说增大加速电压只能减少加速次数，故D错误。

考点：带电粒子在复合场中的运动的实际应用（回旋加速器）