Question

由于科學研究的需要，常常將質(zhì)子p（

1

1

H）或α粒子（

4

2

He）等帶電粒子貯存在圓環(huán)狀空腔中，圓環(huán)狀空腔置于一個與圓環(huán)平面垂直的勻強磁場中．如果質(zhì)子p或α粒子在空腔中做圓周運動的軌跡相同（如圖中虛線所示），磁場也相同，比較質(zhì)子p和α粒子在圓環(huán)狀空腔中運動的動能E_kp和E_kα及周期T_p和T_α的大小，有（　�。�

A．E_kp=E_kα，T_p≠T_α

B．E_kp=E_kα，T_p=T_α

C．E_kp≠E_kα，T_p=T_α

D．E_kp≠E_kα，T_p≠T_α

Answer 1

分析：束縛粒子在圓環(huán)狀空腔中的力是磁場施加的洛倫茲力使粒子在空腔中做勻速圓周運動，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動，故滿足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

，據(jù)周期公式有T=

2πR

v

=

2πR

qBR m

=

2πm

qB

，由于質(zhì)子P和α粒子荷質(zhì)比不同，故T_p≠T_α
故選A

點評：粒子能儲存在空腔中，主要是在磁場力束縛下使粒子在空腔中做勻速圓周運動，正確的根據(jù)F_洛=F_向列式求解，注意向心力的不同表述．