环形对撞机是研究高能粒子的重要装置.初速为零的带电粒子经电压为U的电场加速后注入对撞机的高真空圆环形状的空腔内,在匀强磁场中,做半径恒定的圆周运动.关于带电粒子的比

◎ 题目

环形对撞机是研究高能粒子的重要装置.初速为零的带电粒子经电压为U的电场加速后注入对撞机的高真空圆环形状的空腔内,在匀强磁场中,做半径恒定的圆周运动.关于带电粒子的比荷q/m,加速电压U和磁感应强度B以及粒子运动的周期T的关系,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越小
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越大
C.对于给定的带电粒子,加速电压U越大,粒子运动的周期T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T都不变

◎ 答案

带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力可知:Bqv=m
v2
R
得R=
mv
qB
(1)
而粒子在电场中被加速,则有:
1
2
mv2=qU (2)
将(1)(2)两式联立可得:R=

2U
B

m
q

带电粒子运行的周期T=
2πm
qB

A、B对于给定的加速电压,由于半径R相同,由上式得知,带电粒子的比荷
q
m
越大,磁感应强度B越小.故A正确,B错误.
C、D对于给定的带电粒子,比荷
q
m
一定,磁感应强度B一定,则粒子运动周期一定,与加速电压无关.故C错误,D正确.
故选AD

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“环形对撞机是研究高能粒子的重要装置.初速为零的带电粒子经电压为U的电场加速后注入对撞机的高真空圆环形状的空腔内,在匀强磁场中,做半径恒定的圆周运动.关于带电粒子的比…”主要考查了你对  【向心力】,【牛顿第二定律】,【带电粒子在匀强磁场中的运动】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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