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				8．環(huán)形對撞機是研究高能粒子的重要裝置.初速為零的帶電粒子經(jīng)電壓為U的電場加速后注入對撞機的高真空圓環(huán)形狀的空腔內(nèi).在勻強磁場中.做半徑恒定的圓周運動.關(guān)于帶電粒子的比荷q/m.加速電壓U和磁感應(yīng)強度B以及粒子運動的周期T的關(guān)系.下列說法中正確的是A．對于給定的加速電壓.帶電粒子的比荷q/m越大.磁感應(yīng)強度B越小B．對于給定的加速電壓.帶電粒子的比荷q/m越大.磁感應(yīng)強度B越大C．對于給定的帶電粒子.加速電壓U越大.粒子運動的周期T越小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T都不變			【查看更多】
			


		
     
    


		
    
		
    題目列表(包括答案和解析)
    

		
		
    

    


    
	
    				
    
									
    環(huán)形對撞機是研究高能粒子的重要裝置。初速為零的帶電粒子經(jīng)電壓為U的電場加速后注入對撞機的高真空圓環(huán)形狀的空腔內(nèi)，在勻強磁場中，做半徑恒定的圓周運動。關(guān)于帶電粒子的比荷q/m，加速電壓U和磁感應(yīng)強度B以及粒子運動的周期T的關(guān)系，下列說法中正確的是
        
    A．對于給定的加速電壓，帶電粒子的比荷q/m越大，磁感應(yīng)強度B越小
        
    B．對于給定的加速電壓，帶電粒子的比荷q/m越大，磁感應(yīng)強度B越大
        
    C．對于給定的帶電粒子，加速電壓U越大，粒子運動的周期T越小
        
    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T都不變
        
    

			
    
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    環(huán)形對撞機是研究高能粒子的重要裝置，其核心部件是一個高度真空的圓環(huán)狀的空腔。若帶電粒子初速度可視為零，經(jīng)電壓為U的電場加速后，沿圓環(huán)切線方向注入對撞機的環(huán)狀腔內(nèi)，空腔內(nèi)存在著與圓環(huán)平面垂直的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B。帶電粒子將被限制在圓環(huán)狀空腔內(nèi)運動。要維持帶電粒子在圓環(huán)內(nèi)做半徑確定的圓周運動，下列說法中正確的是
    

    [     ]
    A．對于給定的加速電壓，帶電粒子的荷質(zhì)比q/m越大，磁感應(yīng)強度B越大 
    B．對于給定的加速電壓，帶電粒子的荷質(zhì)比q/m越大，磁感應(yīng)強度B越小
    C．對于給定的帶電粒子和磁感應(yīng)強度B，加速電壓U越大，粒子運動的周期越小 
    D．對于給定的帶電粒子和磁感應(yīng)強度B，不管加速電壓U多大，粒子運動的周期都不變  
    

			
    
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    一、二、選擇題
    題號
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    答案
    C
    B
    C
    A
    D
    CD
    BC
    AC
    ABD
    三、簡答題
    10．每小題2分,計8分。
    （1）C；
    （2）；
    （3）m<<M；
    （4）如圖所示。
    11．（3）4分，其余每小題2分,計10分。
    （1）保護電源、電表，防止短路；
    （2）作圖；
    （3）1．5，     1．0    （3.0不正確）
    （4）30，5
    12A．（每小題4分，計12分）
    （1）CD
    （2）AB
    （3）1.2×10-5Pa；內(nèi)能增加了1.8×105J
    12B．（每小題4分，計12分）
    （1）①1：3    ②4：1
    （2）CD
    （3）（3）發(fā)生；450
    12C．（每小題4分，計12分）
    （1）C
    （2）B
    （3）2
    四、全題共計47分．解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計算的題．答案中必須明確寫出數(shù)值和單位
    13．解：（1）在D點，速度為vD，
    mg = mvD2/R
    ∴v=2m/s
    由A運動到D點，機械能守恒
    mg（h-2R）= mvD2/2
    ∴h=1m
    （2）由A運動到C點，機械能守恒
    mgh=mvC2/2
    在C點，由向心力公式，得
    FN-mg=mvC2/R
    ∴FN=12N
    （3）設(shè)撞到斜面上E點離B點的距離為x，飛行時間為t，由位移公式，得
    Rsin530+xcos530   = vDt
    R+Rcos530-xsin530 = gt2/2
    由上面兩式，得
    t = s
    評分：（1）（2）各4分，（3）中列式4分，結(jié)果4分。
    14．解：（1）粒子進入磁場后做圓周運動的軌道半徑為r
    ∴
    （2）O、P連線與x軸之間的夾角為45°，由運動的對稱性，粒子經(jīng)兩個四分之一圓弧到達P點，設(shè)圓周運動周期為T0，由T0=，得
                  
T0=                
∴T= =
    （3）設(shè)兩段圓弧的圓心OO的連線與y軸夾角為θ，P點的縱坐標為y，圓心O到y(tǒng)軸之間的距離為x，則由幾何關(guān)系，得
    y=2r+2rcosθ
    sinθ= 
    保證粒子在第一象限內(nèi)運動，
    x≥r
    當θ=300時，y取最大，
    ym=（2+）
    評分標準：（1）4分（2）4分，（3中各式2分，計8分。
     
     
    15．解：（1）拉力F作用過程中，在時間△t內(nèi)，磁通量為△Φ，通過電阻R上電量q 
    ，
    ，
    ，
      
    （2）撤去F后金屬棒滑行過程中動能轉(zhuǎn)化為電能
    ∵           
    由能量守恒定律，得
        
    ∴          

    （3）勻速運動時最大拉力與安培力平衡
        

     由圖像面積，可得拉力做功為   
        
    由動能定理，得           

                   

    電阻R上產(chǎn)生的熱量（）
                              

    評分標準：（1）各式1分，計4分（2）各式2分，計6分，（3中各式2分，計6分。
     
     
     
     
     
     
     
    		
    
	
    
	
    
		
    


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