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题目
题型:不详难度:来源:
据有关资料介绍,受控热核聚变装置中有极高的温度,因而带电粒子将没有通常意义上的“容器”可装,而是由磁场约束使其在某个区域内运动.现按下面的简化条件来讨论这个问题:如图所示是一个内径R1=1.0m,外径R2=2.0m的环状区域的截面,区域内有垂直截面向里的匀强磁场,O点为氦核源,它能沿半径方向射出各种速率的氦核,已知氦核的比荷
q
m
=4.8×107C/kg,不计氦核的重力和氢核间的相互作用,当射出的氦核最大速度为vm=1.44×107m/s时,求需要的约束磁场的磁感应强度至少为多少.魔方格
答案

魔方格
速度越大,轨迹圆半径越大,要使沿0M方向运动的氦核不能穿越磁场,则其在环形磁场内的运动轨迹圆中最大者与磁场外边界圆相切    
设轨迹圆的半径为r1,则      
r21
+
R21
=(R2-r1)2
   
代入数据解得                r1=0.75m          
洛伦兹力提供向心力,得:qBvm=
m
v2m
r1

代人数据得:B=
mvm
qr1
=0.4
T
答:需要的约束磁场的磁感应强度至少为0.4T.
核心考点
试题【据有关资料介绍,受控热核聚变装置中有极高的温度,因而带电粒子将没有通常意义上的“容器”可装,而是由磁场约束使其在某个区域内运动.现按下面的简化条件来讨论这个问题】;主要考察你对粒子在有界磁场中运动等知识点的理解。[详细]
举一反三
如图甲,空间存在-范围足够大的垂直于xOy平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B.让质量为m,电量为q(q>0)的粒子从坐标原点O沿xOy平面以不同的初速度大小和方向入射到该磁场中.不计重力和粒子间的影响.

魔方格

(1)若粒子以初速度v1沿y轴正向入射,恰好能经过x 轴上的A(a,0)点,求v1的大小;
(2)已知一粒子的初速度大小为v(v>v1),为使该粒子能经过A(a,0)点,其入射角θ(粒子初速度与x轴正向的夹角)有几个?并求出对应的sinθ值;
(3)如图乙,若在此空间再加入沿y轴正向、大小为E的匀强电场,一粒子从O点以初速度v0沿y轴正向发射.研究表明:粒子在xOy平面内做周期性运动,且在任一时刻,粒子速度的x分量vx与其所在位置的y坐标成正比,比例系数与场强大小E无关.求该粒子运动过程中的最大速度值vm
题型:福建难度:| 查看答案
如图,两个初速度大小相同的同种离子a和b,从O点沿垂直磁场方向进人匀强磁场,最后打到屏P上.不计重力.下列说法正确的有(  )
A.a、b均带正电
B.a在磁场中飞行的时间比b的短
C.a在磁场中飞行的路程比b的短
D.a在P上的落点与O点的距离比b的近
魔方格
题型:广东难度:| 查看答案
如图所示,质量为m.电荷量为e的电子从坐标原点0处沿xOy平面射人第一象限内,射入时的速度方向不同,但大小均为v0.已知包括原点O在内的圆形区域内有方向垂直于xOy平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,这些电子穿出磁场后都能垂直打在与y轴平行的荧光屏MN上,屏MN与y轴间的距离等于电子在磁场中做圆周运动的半径的2倍(不计电子的重力以及电子间相互作用).
(1)在O点沿y轴正方向进入磁场的电子经多长时间打在屏上?
(2)若电子穿出磁场时的位置坐标为(x,y),试写出x与y应满足的方程式,并分析指出圆形磁场区的圆心位置坐标和半径;
(3)求这些电子在磁场中运动范围的面积.魔方格
题型:不详难度:| 查看答案
如图,电容器两极板相距为d,两端电压为U,极板间的匀强电场B1,一束带正电的粒子从图示方向射入,穿过电容器后进入另一匀强磁场B2,结果分别打在a、b两点,两点间的距离为△R,则打在两点的粒子的质量差为多少?(粒子电荷量为q)
魔方格
题型:不详难度:| 查看答案
图中MN表示真空室中垂直于纸面的平板,它的一侧有匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小为B.一带电粒子从平板上的狭缝O处以垂直于平板的初速v射入磁场区域,最后到达平板上的P 点.已知B、v以及P 到O的距离l.不计重力,求此粒子的电荷q与质量m 之比.魔方格
题型:云南难度:| 查看答案
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