(2015·湖北武漢武昌區調研測試)如圖為一種獲得高能粒子的裝置,環形區域記憶體在垂直於紙面、磁感應強度大小可調...

問題詳情：

(2015·湖北武漢武昌區調研測試)如圖為一種獲得高能粒子的裝置,環形區域記憶體在垂直於紙面、磁感應強度大小可調的勻強磁場(環形區域的寬度非常小)。質量為m、電荷量為q的帶正電粒子可在環中做半徑為R的圓周運動。A、B為兩塊中心開有小孔的距離很近的平行極板,原來電勢均為零,每當帶電粒子經過A板剛進入AB之間時,A板電勢升高到+U,B板電勢仍保持為零,粒子在兩板間的電場中得到加速。每當粒子離開B板時,A板電勢又降為零。粒子在電場中一次次加速使得動能不斷增大,而在環形區域內,通過調節磁感應強度大小可使繞行半徑R不變。已知極板間距遠小於R,則下列說法正確的是(　　)

A.環形區域內勻強磁場的磁場方向垂直於紙面向裡

B.粒子從A板小孔處由靜止開始在電場力作用下加速,繞行N圈後回到A板時獲得的總動能為NqU

C.粒子在繞行的整個過程中,A板電勢變化週期不變

D.粒子繞行第N圈時,環形區域內勻強磁場的磁感應強度為

【回答】

BD　解析:由題意知粒子在軌道內做順時針圓周運動,根據左手定則可判斷勻強磁場的磁場方向垂直於紙面向外,所以選項A錯誤;由於粒子在做圓周運動的過程中洛倫茲力不做功,在AB板間電場力做功W=qU,所以粒子繞行N圈後回到A板時獲得的總動能為NqU,故選項B正確;由於粒子的軌道半徑R不變,而粒子做圓周運動第n圈的速度為vn,根據nqU=,可得粒子圓周運動的速度增大,根據T=2π,所以週期減小,故A板電勢變化週期變小,故選項C錯誤;粒子繞行第N圈時,NqU=,所以vN=,又R=,聯立得B=,所以選項D正確。

知識點：質譜儀與迴旋加速器

題型：多項選擇