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题文
如图为回旋加速器的示意图.其核心部分是两个D型金属盒,置于磁感应强度大小恒定的匀强磁场中,并与高频交流电源相连.带电粒子在D型盒中心附近由静止释放,忽略带电粒子在电场中的加速时间,不考虑相对论效应.欲使粒子在D型盒内运动的时间增大为原来的2倍,下列措施可行的是(  )
A.仅将磁感应强度变为原来的2倍
B.仅将交流电源的电压变为原来的
1
2
C.仅将D型盒的半径变为原来的
2
D.仅将交流电源的周期变为原来的2倍

题型:多选题难度:中档来源:不详
答案

根据qvB=m
v2
R
得,v=
qBR
m

则最大动能EKm=
1
2
mv2=
q2B2R2
2m

粒子被电场加速一次动能的增加qU
则粒子被加速的次数n=
EKm
qU
=
qB2R2
2mU

粒子在磁场中运动周期的次数n′=
n
2
=
qB2R2
4mU

因T=
2πm
qB

则粒子从静止开始到出口处所需的时间t=nT=
πBR2
2U

由上可知,若仅将磁感应强度变为原来的2倍,在磁场中运动的周期变化,则不能与交流电周期同步,得不到始终加速,故A错误;
由上可知,或仅将交流电源的电压变为原来的
1
2
,或仅将D型盒的半径变为原来的
2
倍,因此BC正确,D错误;
故选BC
据魔方格专家权威分析,试题“如图为回旋加速器的示意图.其核心部分是两个D型金属盒,置于磁感..”主要考查你对  质谱仪回旋加速器  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下:
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质谱仪回旋加速器
考点名称:质谱仪
  • 质谱仪:

    具有相同核电荷数而不同质量数的原子互称同位素,质谱仪是分离各种元素的同位素并测量它们质量的仪器,它由静电加速器、速度选择器、偏转磁场、显示屏等组成,它的结构原理如图所示。

    如图所示,离子源S产生质量为m,电荷量为q的正离子(所受重力不计)。离子出来时速度很小(可忽略不计),经过电压为U的电场加速后进入磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动,经过半个周期到达记录它的照相底片P上,测得它在P上的位置到入口处的距离为L,则 


    联立求解得
    因此,只要知道q、B、L与U,就可计算出带电粒子的质量m。

  • 速度选择器:

    (1)平行板中电场强度E和磁感应强度B互相垂直,这种装置能把具有一定速度的粒子选择出来,所以叫做速度选择器,如图所示。
     
    (2)带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是,即,与带电粒子的质量,所带电荷的正负、电荷量均无关,只与速度有关。
    (3)若,粒子向电场力方向偏,电场力做正功,粒子动能增加;,粒子向磁场力方向偏,电场力做负功,动能减少。

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