Question

【題目】環(huán)形對撞機(jī)是研究高能粒子的重要裝置。正、負(fù)離子由靜止經(jīng)過電壓為U的直線加速器加速后，保持速度大小不變，沿圓環(huán)切線方向注入對撞機(jī)的真空環(huán)狀空腔內(nèi)，空腔內(nèi)存在著與圓環(huán)平面垂直的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，兩種帶電粒子將被局限在環(huán)狀空腔內(nèi)，沿相反方向做半徑相等的勻速圓周運(yùn)動，從而在碰撞區(qū)迎面相撞，為維持帶電粒子在環(huán)狀空腔中的勻速圓周運(yùn)動，下列說法正確的是（ ）

A. 對于給定的加速電壓，帶電粒子的比荷越大，磁感應(yīng)強(qiáng)度B越大

B. 對于給定的加速電壓，帶電粒子的比荷越大，磁感應(yīng)強(qiáng)度B越小

C. 對于給定的帶電粒子，加速電壓U變大，粒子運(yùn)動的周期不變

D. 對于給定的帶電粒子，加速電壓U越大，粒子運(yùn)動的周期越小

Answer 1

【答案】BD

【解析】

帶電粒子被加速后進(jìn)入勻強(qiáng)磁場區(qū)域，做勻速圓周運(yùn)動，根據(jù)圓周運(yùn)動的半徑公式和周期公式判斷荷質(zhì)比與磁感強(qiáng)度的關(guān)系，周期和磁感強(qiáng)度的關(guān)系。

環(huán)形空腔的半徑保持不變，當(dāng)電壓不變時，粒子進(jìn)入磁場的速度相同，根據(jù)帶電粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑公式：，可知荷質(zhì)比越大，B應(yīng)該越小，故A錯誤，B正確；當(dāng)帶電粒子確定后，加速電壓越大，粒子進(jìn)入磁場速度越大，荷質(zhì)比確定，所以磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)該越大，根據(jù)周期公式，可得磁感應(yīng)強(qiáng)度的增大會使周期變小，故D正確，C錯誤。所以BD正確，AC錯誤。