Question

由于科学研究的需要，常常将质子p（

1

1

H）或α粒子（

4

2

He）等带电粒子贮存在圆环状空腔中，圆环状空腔置于一个与圆环平面垂直的匀强磁场中．如果质子p或α粒子在空腔中做圆周运动的轨迹相同（如图中虚线所示），磁场也相同，比较质子p和α粒子在圆环状空腔中运动的动能E_kp和E_kα及周期T_p和T_α的大小，有（　　）

A．Ekp≠Ekα，Tp≠Tα	B．Ekp=Ekα，Tp=Tα
C．Ekp≠Ekα，Tp=Tα	D．Ekp=Ekα，Tp≠Tα

Answer 1

粒子在空腔中做匀速圆周运动，故满足qvB=m

v2

R

得：mv=qBR，故Ek=

1

2

mv2=

q2B2R2

2m

，所以

Ekp

Ekα

=

qp2 2mp

qα2 2mα

=(

qp

qα

)2(

mα

mp

)=(

1

2

)2×(

4

1

)=1；
同理：qvB=m

v2

R

可得v=

qBR

m

，据周期公式有T=

2πR

v

=

2πR

qBR m

=

2πm

qB

，由于质子P和α粒子荷质比不同，故T_p≠T_α
故选D