由于科学研究的需要，常常将质子p（11H）或α粒子（42He）等带电粒子贮存在圆环状空腔中，圆环状空腔置于一个与圆环平面垂直的匀强磁场中．如果质子p或α粒子在空腔中做圆周运动的轨

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 带电粒子在匀强磁场中的运动/2023-04-06 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

由于科学研究的需要，常常将质子p（
1
1
H）或α粒子（
4
2
He）等带电粒子贮存在圆环状空腔中，圆环状空腔置于一个与圆环平面垂直的匀强磁场中．如果质子p或α粒子在空腔中做圆周运动的轨迹相同（如图中虚线所示），磁场也相同，比较质子p和α粒子在圆环状空腔中运动的动能Ekp和Ekα及周期Tp和Tα的大小，有（　　）
A．Ekp≠Ekα，Tp≠TαB．Ekp=Ekα，Tp=Tα
C．Ekp≠Ekα，Tp=TαD．Ekp=Ekα，Tp≠Tα
魔方格

◎ 答案


粒子在空腔中做匀速圆周运动，故满足qvB=m
v2
R
得：mv=qBR，故Ek=
1
2
mv2=
q2B2R2
2m
，所以
Ekp
Ekα
=
qp2
2mp
qα2
2mα
=(
qp
qα
)2(
mα
mp
)=(
1
2
)2×(
4
1
)=1；
同理：qvB=m
v2
R
可得v=
qBR
m
，据周期公式有T=
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空腔 粒子 圆环 质子 圆周运动
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