Question

【题目】归纳式探究-研究带电粒子在回旋加速器中的运动：

（1）磁体周围存在磁场，磁场的强弱用磁感应强度描述，用符号B表示，单位是特斯拉，符号是T．我们可以用磁感线的疏密程度形象地表示磁感应强度的大小．磁感应强度大的地方，磁感线密；磁感应强度小的地方，磁感线疏．

条形磁体外部的磁感线分布如图甲所示，则a、b两点磁感应强度较大的是 ．

磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场叫做匀强磁场．

（2）回旋加速器的原理如图乙所示，D1和D2是两个中空的半径为R的半圆金属盒，被置于与盒面垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中，它们接在电压一定的交流电源上，从D1的圆心O处释放不同的带电粒子（加速度可以忽略，重力不计），粒子在两金属盒之间被不断加速，最终离开回旋加速器时，获得一定的最大动能．改变带电粒子质量为m，电荷量为q，磁感应强度B，金属盒半径R，带电粒子的最大动能Ek随之改变．得到数据如表：

次数	m/kg	q/C	B/T	R/m	Ek/J
1	3.2×10-27	1.6×10-19	1×10-2	1	4×10-16
2	6.4×10-27	1.6×10-19	1×10-2	1	2×10-16
3	3.2×10-27	4.8×10-19	1×10-2	1	36×10-16
4	6.4×10-27	1.6×10-19	2×10-2	1	8×10-16
5	1.6×10-27	1.6×10-19	1×10-2	3	72×10-16

①Ek= k ，其中k= （填上数值和单位）．

②对于同一带电粒子．在不同的同旋加速器中，要获得相同的最大动能，则金属盒半径R与磁感应强度B的关系可以用图象中的图线 表示．

Answer 1

【答案】（1）a；（2）①；0.5Jkg/（C2T2m2）；②c．

【解析】

试题分析：

我们可以用磁感线的疏密程度形象地表示磁感应强度的大小．磁感线密的地方，磁感线密；磁感应强度小的地方，磁感线疏．a点磁感线密，磁感线密。

(2)比较次数1和2，在q、B、R相同时，m变为原来的两倍，Ek变为原来的1/2，可知动能Ek与质量m成反比；

比较次数1和2，在m、B、R相同时，q变为原来的3倍，Ek变为原来的9倍，可知动能Ek与q2成正比

比较次数2和4，在q、m、R相同时，B变为原来的两倍，Ek变为原来的4倍，可知动能Ek与B2成正比

比较次数1和5，在q、B相同时，m变为原来的两倍，R变为原来的3倍，Ek变为原来的18倍，可知动能Ek与R2成正比。

综上所述：Ek= k将第一组使用数据代入解得，k=0.5Jkg/（C2T2m2）；

②由Ek= k，B=，对于同一带电粒子．在不同的同旋加速器中去，q和m相同，要获得相同的最大动能，则金属盒半径R与磁感应强度B的关系应成反比。C图像符合要求。