题目内容

(2010?邵阳模拟)环形对撞机是研究高能粒子的重要装置.正、负离子由静止经过电压为U的直线加速器加速后,沿圆环切线方向注人对撞机的真空环状空腔内,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,两种带电粒子将被局限在环状空腔内,沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动,从而在碰撞区迎面相撞,为维持带电粒子在环状空腔中的匀速圆周运动,下列说法正确的是(  )
分析:由题意知道正负电子经加速后进入匀强磁场做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律推导出电子 圆周运动的半径和周期表达式,再进行分析.
解答:解:电子在加速电场中,根据动能定理得
   qU=
1
2
mv2
…①
电子在匀强磁场中由洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得
  qvB=m
v2
r
…②
得到,电子圆周运动的半径r=
mv
qB
,周期T=
2πr
v
=
2πm
qB

A、B对于给定的加速电压,v不变,又由题得知,r不变,则带电粒子的比荷
q
m
越大,则B越小.故A错误,B正确.
C、D由上可知,加速电压U越大,电子获得的速度v越大,要保持半径r不变,B应增大,则T会减小.故CD错误.
故选B
点评:本题是带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动类型,除了常规思路外,抓住隐含条件进行分析是关键.本题的隐含条件是电子的运动半径不变.
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