8.环形对撞机是研究高能粒子的重要装置,如图所示正、负粒子由静止经过电压为U的直线加速器加速后,沿圆环切线方向注入对撞机的真空环状空腔内,空腔内存在与圆环平面垂直的匀强磁场,调节磁感应强度的大小可使两种带电粒子被局限在环状空腔内,沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动,并在碰撞区内迎面相撞。为维持带电粒子沿环状空腔的中心线做匀速圆周运动,下列说法正确是( )
8.竖直放置的平行金属板A、B连接一恒定电压,两个电荷M和N以相同的速率分别从极板A边缘和两板中间沿竖直方向进入板间电场,恰好从极板B边缘射出电场,如图所示,不考虑电荷的重力和它们之间的相互作用,下列说法正确的是( )
如图,水平放置的平行板电容器极板A、B间加有恒定电压,a点与下极板的距离为d。一带电粒子从a点水平射入电场,初速度大小为va,粒子偏转后打在下极板的P点时速度大小为va/,其水平射程为2d。若该粒子从与a在同一竖直线上的b点(图中未标出)水平射入电场,初速度大小为vb,带电粒子仍能打到P点,打到P点时速度大小为vb/。下列判断正确的是( )
17.如图,水平放置的平行板电容器极板A、B间加有恒定电压,a点与下极板的距离为d。一带电粒子从a点水平射入电场,初速度大小为va,粒子偏转后打在下极板的P点时速度大小为va/,其水平射程为2d。若该粒子从与a在同一竖直线上的b点(图中未标出)水平射入电场,初速度大小为vb,带电粒子仍能打到P点,打到P点时速度大小为vb/。下列判断正确的是( )
电子在加速电场中,根据动能定理得
电子在匀强磁场中由洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得
得到,电子圆周运动的半径
周期
AB、对于给定的加速电压,v不变,又由题得知,r不变,则带电粒子的比荷越大,则B越小.故A正确,B错误.
CD、由上可知,加速电压U越大,电子获得的速度v越大,要保持半径r不变,B应增大,则T会减小.故CD错误.
故选:A
质谱仪和回旋加速器的工作原理.
由题意知道正负电子经加速后进入匀强磁场做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律推导出电子 圆周运动的半径和周期表达式,再进行分析.
本题是带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动类型,除了常规思路外,抓住隐含条件进行分析是关键;本题的隐含条件是电子的运动半径不变.