Question

【題目】如圖所示，環(huán)型對撞機(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，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(dòng)，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(dòng)，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越大，粒子運(yùn)動(dòng)的周期越大

D.對于給定的帶電粒子，不管加速電壓U多大，粒子運(yùn)動(dòng)的周期都不變

Answer 1

【答案】B

【解析】

AB.帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由洛倫茲力提供向心力可知：

解得：

而粒子在電場中被加速，則有：

聯(lián)立可得：

由于半徑相同，則當(dāng)加速電壓一定時(shí)，粒子的比荷越大，磁感應(yīng)強(qiáng)度則越小，故A錯(cuò)誤，B正確；

CD. 當(dāng)粒子的比荷一定時(shí)，則加速電壓越大時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度則越強(qiáng)，根據(jù)可得粒子運(yùn)動(dòng)的周期則越小，故C、D錯(cuò)誤。