Question

由于科學研究的需要，常常將質子p（

1

1

H）或α粒子（

4

2

He）等帶電粒子貯存在圓環狀空腔中，圓環狀空腔置于一個與圓環平面垂直的勻強磁場中．如果質子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，比較質子p和α粒子在圓環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．Ekp≠Ekα，Tp≠Tα	B．Ekp=Ekα，Tp=Tα
C．Ekp≠Ekα，Tp=Tα	D．Ekp=Ekα，Tp≠Tα

Answer 1

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

，據周期公式有T=

2πR

v

=

2πR

qBR m

=

2πm

qB

，由于質子P和α粒子荷質比不同，故T_p≠T_α
故選D