题目内容

【题目】如图所示为环形加速器,整个装置处在垂直于环面向外、大小可调节的匀强磁场中。AB为两块中间开有小孔的极板,每当质量为m、电荷量为q的带负电的粒子从B板小孔射入两板间时,两板间会加上电压U,使粒子在两板间得到加速,粒子离开两板间后,两板间的电压立即减小为零,粒子始终在环形区域中做半径不变的匀速圆周运动,两板间距离远小于环的半径R,不计粒子的重力,设粒子开始时在B板小孔附近由静止释放加速,下列说法正确的是

A. 粒子每加速一次速度的增量相同

B. 粒子可以一直不断地被加速下去

C. 电压U越大,粒子获得的最大动能越大

D. 粒子被加速n次后,匀强磁场的磁感应强度大小应为

【答案】CD

【解析】

粒子每经过电场一次,则动能增加Uq,但是速度增量不同;根据相对论原理可知粒子不可能一直被加速;根据动能定理结合圆周运动公式求解匀强磁场的磁感应强度.

根据Uq=mv22-mv12可知,粒子每加速一次动能的增量相同,但是速度的增量不同,选项A错误;粒子的速度接近光速时,质量会发生明显的变化,磁场与加速电压的周期难以控制,粒子不可能一直加速下去,选项B错误,C正确;粒子被加速n次后,nUq=mvn2,且 解得,选项D正确;故选CD.

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