問題詳情：
迴旋加速器在覈科學、核技術、核醫學等高新技術領域得到了廣泛應用，有力地推動了現代科學技術的發展．迴旋加速器的原理如圖，D1和D2是兩個中空的半徑爲R的半圓金屬盒，它們接在電壓一定、頻率爲f的交流電源上，取粒子在磁場中運動的週期與交流電的週期相同．位於D1圓心處的質子源A能不斷產生質子（初速度可以忽略，重力不計），它們在兩盒之間被電場加速，D1、D2置於與盒面垂直的磁感應強度爲B的勻強磁場中．若輸出時質子束的等效電流爲I.（忽略質子在電場中的加速時間及質子的最大速度遠遠小於光速）
(1)寫出質子在該回旋加速器中運動的週期及質子的比荷
(2)求質子束從迴旋加速器輸出時的平均功率爲P.
(3)若使用此迴旋加速器加速氘核，要想使氘核獲得與質子相同的最大動能，請分析此時磁感應強度應該如何變化，並寫出計算過程．
【回答】
（1）
；（2）
；（3）
【詳解】
（1）由迴旋加速器的工作原理可知，交變電源的頻率與質子迴旋的頻率相同，由週期T與頻率f的關係可知：T=1/f；
設質子質量爲m，電荷量爲q，質子離開加速器的速度爲v，由牛頓第二定律可知：
；
質子迴旋的週期：
則質子的比荷爲：
（2）設在t時間內離開加速器的質子數爲N，
則質子束從迴旋加速器輸出時的平均功率
由上述各式得
（3）若使用此迴旋加速器加速氘核，Ek1=Ek2
即磁感應強度需增大爲原來的
倍
知識點：質譜儀與迴旋加速器
題型：解答題
