粒子加速器可以用人工方法使带电粒子获得很大速度和能量。如图是回旋加速器的结构示意图，D1和D2是两个中空的半径为R的半圆型金属盒，两盒之间留有窄缝，它们之间接一定频率的交流电。两个金属盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B。D1盒的中央A处的粒子源可以产生质量为m、电荷量为+e的质子（11H）。质子在两盒之间被电场加速，之后进入磁场后做匀速圆周运动。经过若干次加速后，将质子从金属盒边缘引出。设该粒子在交变电场中运动时电压大小始终为U，不考虑粒子离开A处时的速度、粒子重力、粒子间的相互作用及相对论效应。
（1）求质子被引出时的动能Ek；
（2）求质子被电场加速的次数n,以及交流电的频率f；
（3）若用该加速器加速α粒子（42He,质量为4m,电荷量为+2e），并且获得和质子相同的动能，则该加速器需要调整哪些参数，并分析说明该如何调整。
1
1
4
2
【考点】回旋加速器．
【答案】（1）质子被引出时的动能Ek为；
（2）求质子被电场加速的次数n为，交流电的频率f为；
（3）该加速器需要调整交流电的频率，应调整为。
e
2
B
2
R
2
2
m
（2）求质子被电场加速的次数n为
e
B
2
R
2
2
m
U
e
B
2
πm
（3）该加速器需要调整交流电的频率，应调整为
e
B
4
πm
【解答】
【点评】
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发布：2024/4/20 14:35:0组卷：287引用：1难度：0.6
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1．回旋加速器的工作原理如图所示。D1和D2是两个中空的半圆金属盒，处于与盒面垂直的匀强磁场中，它们之间有一定的电势差U。A处的粒子源产生的带电粒子在加速器中被加速。下列说法正确的是（ ）发布：2024/12/29 21:30:1组卷：166引用：2难度：0.8 -
2．如图所示，回旋加速器D形盒的半径为R，所加磁场的磁感应强度为B，用来加速质量为m、电荷量为q的质子，质子从下半盒的质子源由静止出发，加速到最大能量E后由A孔射出，则下列说法正确的是（ ）发布：2024/12/17 19:30:2组卷：36引用：2难度：0.5 -
3．回旋加速器的构造如图所示，D1、D2是半圆形金属盒，D形盒的缝隙处接交流电源，D形盒处于匀强磁场中。工作时交流电的周期和粒子做圆周运动的周期（选填“相等”或“不相等”），粒子经电场加速，经磁场回旋，获得的最大动能由和D形盒的决定，与加速电压无关。发布：2024/12/29 14:0:1组卷：69引用：2难度：0.8
