Question

环形对撞机是研究高能离子的重要装置，如下图所示，正、负离子由静止经过电压为U的直线加速器加速后，沿圆环切线方向注入对撞机的真空环状空腔内，空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B.两种带电粒子将被局限在环状空腔内，沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动，从而在碰撞区迎面相撞．为维持带电粒了在环状空腔中的匀速圆周运动，下列说法正确的是(  )

A．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷越大，磁感应强度B越大

B．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷越大，磁感应强度B越小

C．对于给定的带电粒子，加速电压U越大，粒子运动的周期越小

D．对于给定的带电粒子，不管加速电压U多大，粒子运动的周期都不变

Answer

BC

【解析】

试题分析：电子在加速电场中，根据动能定理得：qU=mv2 ①

电子在匀强磁场中由洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得 ②

得到，电子圆周运动的半径，周期；由上式知：对于给定的加速电压，在r不变时，带电粒子的比荷越大，则B越小．故A错误，B正确；由上可知，加速电压U越大，粒子获得的速度v越大，要保持半径r不变，B应增大，则T会减小．故C正确，D错误．故选BC.

考点：带电粒子在电场及在磁场中的运动.

【名师点睛】本题是带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动类型，除了常规思路外，抓住隐含条件进行分析是关键．本题的隐含条件是电子在磁场的运动半径不变，除此之外就是要会熟练推导粒子的半径及周期表达式.