如圖所示為一種獲得高能粒子的裝置，環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在垂直于紙面、磁感應(yīng)強度大小可調(diào)的勻強磁場（環(huán)形區(qū)域的寬度非常�。Ｙ|(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子可在環(huán)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(jīng)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(huán)形區(qū)域內(nèi)，通過調(diào)節(jié)磁感應(yīng)強度大小可使繞行半徑R不變。已知極板間距遠小于R，則下列說法正確的是( )

A．環(huán)形區(qū)域內(nèi)勻強磁場的磁場方向垂直于紙面向里

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圈后回到A板時獲得的總動能為NqU

C．粒子在繞行的整個過程中，A板電勢變化周期不變

D．粒子繞行第N圈時，環(huán)形區(qū)域內(nèi)勻強磁場的磁感應(yīng)強度為

BD

【解析】

試題分析：由題意知粒子在軌道內(nèi)做順時針圓周運動，根據(jù)左手定則可判斷勻強磁場的磁場方向垂直于紙面向外，所以A錯誤；由于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圈后回到A板時獲得的總動能為NqU，故B正確；由于粒子的軌道半徑R不變，而粒子做圓周運動第n圈的速度為vn，根據(jù)，可得粒子圓周運動的速度增大，根據(jù)，，所以周期減小，故A板電勢變化周期變小，故C錯誤；粒子繞行第N圈時，，所以，又，聯(lián)立得：，所以D正確。

考點：本題考查帶電粒子在磁場中的圓周運動

練習冊系列答案
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（1）求粒子剛進人磁場時的動能；

（2）求磁感應(yīng)強度B的大�。�

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（1）若粒子在磁場中恰好不從上邊界射出，求加速電場的場強E；

（2）若加速電場的場強E為（1）中所求E的4倍，求粒子離開磁場區(qū)域處的坐標值；

（3）若將光屏向x軸正方向平移，粒子打在屏上的位置始終不改變，則加速電場的場強E′多大？粒子在電場和磁場中運動的總時間多大？

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