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环形对撞机是研究高能粒子的重要装置.初速为零的带电粒子经电压为U的电场加速后注入...

环形对撞机是研究高能粒子的重要装置.初速为零的带电粒子经电压为U的电场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.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( )
A.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
B.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
C.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
D.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
带电粒子在电场中被加速后,进入匀强磁场后做匀速圆周运动.由题知,带电粒子圆周运动的半径都相同,则由半径公式与粒子在电场中加速公式:mv2=qU,研究粒子的比荷和磁感应强度、周期的关系. 【解析】 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得R= (1) 而粒子在电场中被加速,则有:mv2=qU (2) 将(1)(2)两式联立可得:R=, 带电粒子运行的周期T=. A、B对于给定的加速电压,由于半径R相同,由上式得知,带电粒子的比荷越大,磁感应强度B越小.故A正确,B错误. C、D对于给定的带电粒子,比荷一定,磁感应强度B一定,则粒子运动周期一定,与加速电压无关.故C错误,D正确. 故选AD
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