环形对撞机是研究高能粒子的重要装置.带电粒子在电压为U的电场中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带电粒子,且局限在圆环空腔-物理

题目简介

环形对撞机是研究高能粒子的重要装置.带电粒子在电压为U的电场中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带电粒子,且局限在圆环空腔-物理

题目详情

环形对撞机是研究高能粒子的重要装置.带电粒子在电压为U的电场中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带电粒子,且局限在圆环空腔内运动,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(  )
①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
②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
③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
④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.
A.①③B.②③C.①④D.②④
题型:单选题难度:中档来源:南通三模

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=class="stub"mv
qB
(1)
而粒子在电场中被加速,则有:class="stub"1
2
mv2=qU
(2)
将(1)(2)两式联立可得:R=
2U
B
class="stub"m
q
,带电粒子运行的周期T=class="stub"2πm
qB

根据这两个表达式可知:
①、②当加速电压一定时,R也一定时,粒子的比荷class="stub"q
m
越大,磁感应强度则越小,故①错误;②正确.
③、④由周期表达式可知,粒子运动的周期与加速电压无关,所以当粒子的比荷一定时,不管加速电压U多大,粒子运动的周期都不变,故④正确;
故D正确.
故选D

更多内容推荐