Question

【題目】環(huán)形對撞機(jī)是研究高能粒子的重要裝置，如圖所示正、負(fù)粒子由靜止經(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)存在與圓環(huán)平面垂直的勻強(qiáng)磁場，調(diào)節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小可使兩種帶電粒子被局限在環(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)，并在碰撞區(qū)內(nèi)迎面相撞。為維持帶電粒子沿環(huán)狀空腔的中心線做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法正確是

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越小

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越大

C. 對于給定的帶電粒子，加速電壓U越大，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期越大

D. 對于給定的帶電粒子，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期與加速電壓U無關(guān)

Answer 1

【答案】A

【解析】試題分析：要維持帶電粒子沿環(huán)狀空腔的中心線做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則粒子在磁場中的偏轉(zhuǎn)半徑R相等，則由mv=BqR及Uq=mv2可知，B2=，對于給定的電壓，R又不變，則越大，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B越小，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；對于給定的帶電粒子，即是定值，則加速電壓U越大，R不變，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B越大，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T=越小，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；故周期與磁場強(qiáng)度有關(guān)，而磁場強(qiáng)度又與加速電壓有關(guān)，故周期與加速的電壓有關(guān)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。