劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器，工作原理示意图如图所示．置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略．磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U．若A处粒子源产生的质子质量为m、电荷量为+q，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响．则下列说法正确的是（ ）A．质子被加速后的最大速度不可能超过2πRfB．质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比C．质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为
网友回答
【答案】 A、质子出回旋加速器的速度最大，此时的半径为R，则v=2πRT．所以最大速度不超过2πfR．故A正确．
BD、根据qvB＝mv2R，知v=qBRm，则最大动能EkB＝12mv2＝q2B2R22m，与加速的电压无关；据此可知，不改变磁感应强度B和交流电频率f，该回旋加速器的最大动能不变．故B错误，D正确．
C、粒子在加速电场中做匀加速运动，在磁场中做匀速圆周运动，根据v＝
【问题解析】
回旋加速器运用电场加速磁场偏转来加速粒子，根据洛伦兹力提供向心力可以求出粒子的最大速度，从而求出最大动能．在加速粒子的过程中，电场的变化周期与粒子在磁场中运动的周期相等． 名师点评 本题考点 质谱仪和回旋加速器的工作原理．
【本题考点】
质谱仪和回旋加速器的工作原理．