题目内容
【题目】环型对撞机是研究高能粒子的重要装置。正、负离子经电压为U的电场加速后，注入对撞机的高真空圆环状的空腔内，空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B，的离子在空腔内只受洛伦兹力作用做半径恒定的圆周运动，在碰撞区发生对撞。下面的说法正确的是（不考虑相对论效应）( )
A. 加速电压U一定时，离子的比荷q/m越大，则磁感应强度B应越大
B. 磁感应强度B一定时，离子的比荷q/m越大，则加速电压U应越小
C. 磁感应强度B一定时，比荷q/m相同的离子加速后，质量大的离子动能大
D. 对于给定的离子，不管加速电压U多大，离子在磁场中运动的周期都相同
【答案】C
【解析】
带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力可知：
，解得
①，而粒子在电场中被加速，则有：
②，由①②得
，带电粒子运行的周期
，根据这两个表达式可知：对于给定的加速电压，带电粒子的比荷
越大，磁感应强度B越小，A错误，由公式可知，B一定时，比荷越大，则U越大，B错误；质量越大，则电荷量越大，由
可知，质量大的离子动能大，C正确；由B的分析可知，比荷相同，而B一定时，对于给定的带电粒子，U越大，B也相应越大，再代入周期T的公式得T越小，D错误．
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