Question

為了科學(xué)研究的需要，常常將帶電粒子儲(chǔ)存在圓環(huán)形狀空腔中，圓環(huán)狀空腔置于一個(gè)與圓環(huán)平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示．如果磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，質(zhì)子（

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H）和α粒子（

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He）在空腔中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡相同，質(zhì)子和α粒子在圓環(huán)空腔中運(yùn)動(dòng)的速率分別為v_H和v_α，運(yùn)動(dòng)周期分別為T_H和T_α，則以下判斷正確的是（　�。�

A、v_H≠v_α；T_H≠T_α

B、v_H=v_α；T_H=T_α

C、v_H=v_α；T_H≠T_α

D、v_H≠v_α；T_H=T_α

Answer 1

分析：束縛粒子在圓環(huán)狀空腔中的力是磁場(chǎng)施加的洛倫茲力使粒子在空腔中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，即滿足qvB=m

v2

R

由此列式討論可得．

解答：解：粒子在空腔中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故滿足qvB=m

v2

R

得：v=

qBR

m

，由題知，R相同，B相同，而

q

m

不同，則v不同，即有v_H≠v_α；
據(jù)周期公式有T=

2πR

v

，知R相同，v不同，則T_p≠T_α
故選A

點(diǎn)評(píng)：粒子能儲(chǔ)存在空腔中，主要是在磁場(chǎng)力束縛下使粒子在空腔中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，正確的根據(jù)F_洛=F_向列式求解，注意向心力的不同表述．