Question

歸納式探究﹣研究帶電粒子在回旋加速器中的運(yùn)動(dòng)：

（1）磁體周圍存在磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的強(qiáng)弱用磁感應(yīng)強(qiáng)度描述，用符號(hào)B表示，單位是特斯拉，符號(hào)是T．我們可以用磁感線的疏密程度形象地表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小．磁感應(yīng)強(qiáng)度大的地方，磁感線密；磁感應(yīng)強(qiáng)度小的地方，磁感線疏．

條形磁體外部的磁感線分布如圖甲所示，則a、b兩點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度較大的是　　　　　．

磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向處處相同的磁場(chǎng)叫做勻強(qiáng)磁場(chǎng)．

（2）回旋加速器的原理如圖乙所示，D₁和D₂是兩個(gè)中空的半徑為R的半圓金屬盒，被置于與盒面垂直的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，它們接在電壓一定的交流電源上，從D₁的圓心O處釋放不同的帶電粒子（加速度可以忽略，重力不計(jì)），粒子在兩金屬盒之間被不斷加速，最終離開回旋加速器時(shí)，獲得一定的最大動(dòng)能．改變帶電粒子質(zhì)量為m，電荷量為q，磁感應(yīng)強(qiáng)度B，金屬盒半徑R，帶電粒子的最大動(dòng)能E1隨之改變．得到數(shù)據(jù)如表：

次數(shù)	m/kg	q/C	B/T	R/m	Ek/J
1	3.2×10﹣27	1.6×10﹣19	1×10﹣2	1	4×10﹣16
2	6.4×10﹣27	1.6×10﹣19	1×10﹣2	1	2×10﹣16
3	3.2×10﹣27	4.8×10﹣19	1×10﹣2	1	36×10﹣16
4	6.4×10﹣27	1.6×10﹣19	2×10﹣2	1	8×10﹣16
5	1.6×10﹣27	1.6×10﹣19	1×10﹣2	3	72×10﹣16

①E_k=k　　，其中k=　　　　　　　　　（填上數(shù)值和單位）．

②對(duì)于同一帶電粒子．在不同的同旋加速器中，要獲得相同的最大動(dòng)能，則金屬盒半徑R與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的關(guān)系可以用圖象中的圖線　　　　　　表示．

Answer 1

（1）由題意可知，磁感線密集的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度大，磁感線稀疏的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度小，由圖甲所示可知，a處磁感線密度，a點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度較大．

（2）①由表中2、4兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)刻度值，在m、q、R相同的情況下，磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，動(dòng)能變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，由此可知，動(dòng)能與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的平方成正比，

由表中1、3兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，在m、B、R相同的情況下，電荷量變?yōu)樵瓉?lái)的3倍，動(dòng)能變?yōu)樵瓉?lái)的9倍，由此可知，動(dòng)能與電荷量q的平方成正比，

由表中1、2兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，在q、B、R相同的情況下，質(zhì)量變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，動(dòng)能變?yōu)樵瓉?lái)的一半，由此可知，動(dòng)能與質(zhì)量m成反比，

由表中1、5兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，q、B相同，質(zhì)量變?yōu)樵瓉?lái)的一半，半徑變?yōu)樵瓉?lái)的3倍，動(dòng)能變?yōu)樵瓉?lái)的18倍，則動(dòng)能與半徑R的平方成正比，

由以上分析可知：E_K=k，把第一組使用數(shù)據(jù)代入解得，k=0.5J•kg/（C²•T²•m²）；

②對(duì)于同一帶電粒子，在不同的同旋加速器中，q、m相同，B、R不同，由E_K=k可知，BR=，由此可知，B與R成反比，由圖丙所示圖象可知，圖線c正確；

故答案為：（1）a；（2）①；0.5J•kg/（C²•T²•m²）；②c．