题目内容
环形对撞机是研究高能离子的重要装置,如图所示正、负离子由静止经过电压为U的直线加速器加速后,沿圆环切线方向注入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 ( )![]()
A.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
B.对于给定的加速电压,带电粒子的比荷
越大,磁感应强度B越大
C.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
D.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
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解析试题分析:在直线加速器运动过程只有电场力做功,根据动能定理有
,要在环状空腔中的匀速圆周运动,即半径等于空腔半径,根据洛伦兹力提供向心力有
,综上得
,对于给定的加速电压,带电粒子的比荷
越大,磁感应强度B越小选项A对B错。对于给定的带电粒子,圆周运动的半径是一定的,所以圆周运动的周期
,可见加速电压越大,粒子运动的周期越小,选项C错D对。
考点:带电粒子在匀强磁场中的运动
如图,回旋加速器D形盒的半径为R,用来加速质量为m,电量为q的质子,质子每次经过电场区时,都恰好在电压为U时并被加速,且电场可视为匀强电场。质子由静止加速到能量为E后,由A孔射出,下列说法正确的是![]()
| A.D形盒半径R、磁感应强度B不变,若加速电压U越高,质子的能量E将越大 |
| B.磁感应强度B不变,若加速电压U不变, D形盒半径R越大、质子的能量E将越大 |
| C.D形盒半径R、磁感应强度B不变,若加速电压U越高, 质子的在加速器中的运动时间将越长 |
| D.D形盒半径R、磁感应强度B不变,若加速电压U越高,质子在加速器中的运动时间将越短 |
如图所示,两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点,且与纸面垂直,导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上,O为MN的中点。c、d位于MN的中垂线上,且a、b、c、d到O点的距离均相等。关于以上几点处的磁场,下列说法正确的是![]()
| A.O点处的磁感应强度为零 |
| B.a、c两点处的磁感应强度的方向不同 |
| C.c、d两点处的磁感应强度大小相等,方向相反 |
| D.a、b两点处的磁感应强度大小相等,方向相同 |
如图所示,MN是一荧光屏,当带电粒子打到荧光屏上时,荧光屏能够发光。MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里。P为屏上的一小孔,PQ与MN垂直。一群质量为m、带电荷量q的粒子(不计重力),以相同的速率v,从P处沿垂直于磁场方向射入磁场区域,且分布在与PQ夹角为θ的范围内,不计粒子间的相互作用。则以下说法正确的是( )![]()
| A.在荧光屏上将出现一个圆形亮斑,其半径为 |
| B.在荧光屏上将出现一个半圆形亮斑,其半径为 |
| C.在荧光屏上将出现一个条形亮线,其长度为 |
| D.在荧光屏上将出现一个条形亮线,其长度为 |
一圆柱形磁铁竖直放置,如图所示,在它的下方有一带正电小球置于光滑绝缘水平面上,小球在水平面上做匀速圆周运动,下列说法正确的是![]()
| A.小球所受的合力可能不指向圆心 |
| B.小球所受的洛仑兹力指向圆心 |
| C.俯视观察,小球的运动方向一定是顺时针 |
| D.俯视观察,小球的运动方向一定是逆时针 |
磁感应强度
,是用比值定义法的,与下列哪个物理量的表达式是不相同的物理方法:( )
| A.电场强度 | B.加速度 |
| C.电阻 | D.电容 |
医生做某些特殊手术时,利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成,磁极间的磁场是均匀的。使用时,两电极a、b与血管壁接触,两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直,如图所示。由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中(由内向外)运动,电极a、b之间会有微小电势差。在某次监测中,两触点的距离、磁感应强度的大小不变。则( )![]()
| A.电极a电势较高;血流速度越大,a、b之间电势差越小 ; |
| B.电极a电势较高;血流速度越大,a、b之间电势差越大 ; |
| C.电极b电势较高;血流速度越大,a、b之间电势差越小; |
| D.电极b电势较高;血流速度越大,a、b之间电势差越大。 |