题目内容
环型对撞机是研究高能粒子的重要装置.带电粒子被电压为U的电场加速后,注入对撞机的高真空环状空腔内,在匀强磁场中做半径恒定的匀速圆周运动.带电粒子局限在空环状腔内运动,粒子碰撞时发生核反应.关于带电粒子的比荷q/m、加速度电压U和磁感应强度B以及粒子运动的周期T的关系有如下判断,其中正确的是( )A.对于给定的U,q/m越大,则B应越大
B.对于给定的U,q/m越大,则B应越小
C.对于给定的带电粒子,U越大,则T越小
D.对于给定的带电粒子,不管U多大,T都不变
解析:在加速电场中,根据动能定理有:qU=
mv2,令k=q/m,得v=
=
,在洛伦兹力的作用下粒子做匀速圆周运动,轨道半径r=
=
=![]()
,B=![]()
,所以B正确;周期T=
=
,对给定的带电粒子,k为定值,周期只与磁感强度成反比,与加速度电压等无关,所以D正确.
答案:BD
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环型对撞机是研究高能粒子的重要装置,其核心部件是一个高真空的圆环状的空腔.若带电粒子初速可视为零,经电压为U的电场加速后,沿圆环切线方向注入对撞机的环状空腔内,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.带电粒子将被限制在圆环状空腔内运动.要维持带电粒子在圆环内做半径确定的圆周运动,下列说法中正确的是( )
| A、对于给定的加速电压,带电粒子的比荷q/m越大,磁感应强度B越大 | B、对于给定的加速电压,带电粒子的比荷q/m越大,磁感应强度B越小 | C、对于给定的带电粒子,加速电压U越大,粒子运动的周期越小 | D、对于给定的带电粒子,不管加速电压U多大,粒子运动的周期都不变 |