Question

9．環(huán)形對(duì)撞機(jī)是研究高能粒子的重要裝置，其工作原理的示意圖如圖所示，正、負(fù)離子由靜止經(jīng)過(guò)電壓為U的直線加速器加速后，沿圓環(huán)切線方向射入對(duì)撞機(jī)的真空環(huán)狀空腔內(nèi)，環(huán)形對(duì)撞機(jī)是研究高能粒子的重要裝置，其工作原理的示意圖如圖所示，正、負(fù)離子由靜止經(jīng)過(guò)電壓為U的直線加速器加速后，沿圓環(huán)切線方向射入對(duì)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(chǎng)，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(shuō)法中正確的是（　�。�

• A． 對(duì)于給定的加速電壓，帶電粒子的比荷$\frac{q}{m}$越大，磁感應(yīng)強(qiáng)度B越大
• B． 對(duì)于給定的加速電壓，帶電粒子的比荷$\frac{q}{m}$越大，磁感應(yīng)強(qiáng)度B越小
• C． 對(duì)于給定的帶電粒子，加速電壓U越大，粒子運(yùn)動(dòng)的周期越小
• D． 對(duì)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

分析 帶電粒子被加速后進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)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．

解答 解：A、B、環(huán)形空腔的半徑保持不變，當(dāng)電壓不變時(shí)，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的速度相同，根據(jù)帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑公式：R=$\frac{mv}{qB}$，荷質(zhì)比越大，B應(yīng)該越小，故A錯(cuò)誤，B正確；
C、D、當(dāng)帶電粒子確定后，加速電壓越大，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)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T=$\frac{2πm}{qB}$，可得磁感應(yīng)強(qiáng)度的增大會(huì)使周期變小，故C正確，D錯(cuò)誤；
故選：BC

點(diǎn)評(píng) 本題考查了帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和周期，判斷三個(gè)變化量之間的關(guān)系應(yīng)有一個(gè)量保持不變．