環(huán)型對(duì)撞機(jī)是研究高能粒子的重要裝置,帶電粒子在電壓為U的電場(chǎng)中加速后注入對(duì)撞機(jī)的高真空?qǐng)A形狀的空腔內(nèi),在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,做半徑恒定的圓周運(yùn)動(dòng),且局限在圓環(huán)空腔內(nèi)運(yùn)動(dòng),粒子碰撞時(shí)發(fā)生核反應(yīng),關(guān)于帶電粒子的比荷 ,加速電壓U和磁感應(yīng)強(qiáng)度B以及粒子運(yùn)動(dòng)的周期T的關(guān)系,下列說(shuō)法正確的是( )
A.對(duì)于給定的加速電壓,帶電粒子的比荷 q/m越大,磁感應(yīng)強(qiáng)度B越大
B.對(duì)于給定的加速電壓,帶電粒子的比荷 q/m越大,磁感應(yīng)強(qiáng)度B越小
C.對(duì)于給定的帶電粒子,加速電壓U越大,粒子運(yùn)動(dòng)的周期T越小
D.對(duì)于給定的帶電粒子,不管加速電壓U多大,粒子運(yùn)動(dòng)的周期T都不變
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正如你說(shuō):R=mV/(qB)
B=mV/(qR)
而,加速時(shí):V=√(2qU/m)
(電場(chǎng)力做功,等于動(dòng)能增加量qU=(1/2)mV2)
故,B=[m/(qR)]*[√(2qU/m)]=√(2mU/qR2)
對(duì)于給定的加速電壓,帶電粒子的比荷 q/m越大磁感應(yīng)強(qiáng)度B越小.----------B對(duì)。
又,T=2πm/qB
T=(2πm/q)*√(qR2/2mU)=(2πR)*[√(m/2qU)]
對(duì)于給定的帶電粒子,加速電壓U越大,粒子運(yùn)動(dòng)的周期T越小---------C對(duì)。
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本題的關(guān)鍵,是先要寫出B的表達(dá)式。就是B與“q/m”、“U”、“R”之間的關(guān)系:
B=√(2mU/qR2)