環(huán)型對撞機是研究高能粒子的重要裝置。正、負離子由靜止經(jīng)過電壓U的直線加速度加速后,沿圓環(huán)切線方向注入對撞機的真空環(huán)狀空腔內(nèi),空腔內(nèi)存在著與圓環(huán)平面垂直的勻強磁場,磁感應強度大小為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動,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動,下列說法正確的是(  )
A.對于給定的加速電壓,帶電粒子的比荷越大,磁感應強度B越大
B.對于給定的加速電壓,帶電粒子的比荷越大,磁感應強度B越小
C.對于給定的帶電粒子,加速電壓U越大,粒子運動的周期越大
D.對于給定的帶電粒子,不管加速電壓U多大,粒子運動的周期都不變
B

分析:帶電粒子在電場中被直線加速后,進入勻強磁場后做勻速圓周運動.由于圓周運動半徑相同,則由半徑公式與粒子在電場中加速公式: mv2=qU可得加速電壓與粒子的比荷乘積的開方與磁感強度成正比.
解:帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動,
由洛倫茲力提供向心力可知:Bqv=m得R=(1)
而粒子在電場中被加速,則有:mv2="qU" (2)
將(1)(2)兩式聯(lián)立可得:R=
A、由于半徑相同,則當加速電壓一定時,粒子的比荷越大,磁感應強度則越小,故A錯誤;
B、由于半徑相同,則當加速電壓一定時,粒子的比荷越大,磁感應強度則越小,故B正確;
C、當粒子的比荷一定時,則加速電壓越大時,磁感應強度則越強,所以周期則越小,故C錯誤;
D、當粒子的比荷一定時,則加速電壓越大時,磁感應強度則越強,所以周期則越小,故D錯誤;
故選:B
練習冊系列答案
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(10分)一個質量為m電荷量為q的帶電粒子從x軸上的Pa,0)點以速度v,沿與x正方向成60°的方向射入第一象限內(nèi)的勻強磁場中,并恰好垂直于y軸射出第一象限。求:

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A.正離子沿圓形玻璃器皿的半徑向邊緣內(nèi)壁移動
B.負離子做順時針方向的螺旋形運動
C.正、負離子均做順時針方向的螺旋形運動
D.正、負離子均做逆時針方向的螺旋形運動

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邊長為d的正方形區(qū)域ABCD內(nèi)有如圖所示的勻強磁場,磁感應強度為B.一束電子在A處沿著A指向B的方向射入,設電子質量為m、電荷量為e,那么,在磁場中電子能運動的最長時間為_______________;能在CD邊上射出磁場的電子中具有的最大速度值為___________.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

關于安培力和洛倫茲力的異同,下列說法中正確的是(    )
A.兩種力本質上都是磁場對運動電荷的作用
B.洛倫茲力與帶電粒子的運動方向有關,安培力與自由電荷定向移動的方向有關
C.兩種力的方向均可用右手定則判斷
D.安培力、洛倫茲力都一定不做功

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

勻強電場的方向平行紙面由下至上,電場強度為E,勻強磁場方向垂直紙面由里向外,磁感應強度為B,速度為0的帶負電的粒子以垂直于電場和磁場的方向射入場區(qū),恰好不會發(fā)生偏轉.則以下說法正確的是(  )
A.若入射粒子的速度0,而其他條件保持不變,則粒子將向上偏轉且速度減小
B.若使磁感應強度增大而其他條件不變,則粒子將向下偏轉且運動軌跡為拋物線?
C.若使電場強度增大而其他條件保持不變,則粒子將向下偏轉且速度增大?
D.若使粒子的帶電荷量增大而其他條件保持不變,則粒子將向下偏轉?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖15-4-14所示,在磁感應強度為B的勻強磁場中,有一長為L的懸線,拉一質量為m、帶有+q電荷量的擺球,將擺球及懸線拉至與磁感線垂直的水平位置由靜止釋放,試求擺球通過最低位置時繩上的拉力F.

圖15-4-14

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