Question

欧洲强子对撞机于2010年初重新启动后取得了将质子加速到1.18万亿电子伏的阶段性成果，为实现质子对撞打下了坚实的基础．如题6-1图质子经过直线加速器加速后进入半径一定的环形加速器，在环形加速器中，质子每次经过位置A时都会被加速．当质子的速度达到要求后，再将它们分成两束引导到对撞轨道中，在对撞轨道中两束质子沿相反方向做匀速圆周运动，并最终实现对撞如题6-2图所示．质子在磁场的作用下做圆周运动．下列说法中正确的是 （    ）

A．质子在环形加速器中运动，轨道所处位置的磁场会逐渐减小

B．质子在环形加速器中运动，轨道所处位置的磁场始终保持不变

C．质子在对撞轨道中运动，轨道所处位置的磁场会逐渐减小

D．质子在对撞轨道中运动，轨道所处位置的磁场始终保持不变

Answer

D

【解析】

试题分析：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：得：，而粒子在电场中被加速，则有：，将两式联立可得： ，质子在环形加速器中运动时，由公式可知，当速度增加时，即可得轨道所处位置的磁场必须要逐渐增强，轨道半径才会不变，故A错误，B错误；质子在对撞轨道中运动时，根据公式可知，轨道所处位置的磁场不变，故C错误D正确；

考点：带电粒子在磁场中的运动

【名师点睛】通过洛伦兹力提供向心力来导出半径公式与周期公式，再用动能定理得出粒子在电场中的加速公式，从而可推导出加速电压、磁感应强度、粒子的比荷及半径的关系．最终由控制变量来研究其它各量之间的具体关系。