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    (2)要使带电粒子能穿越磁场区域而不再返回到电场中.磁场的宽度最大为多少 【查看更多】

     

    题目列表(包括答案和解析)

    可控热核聚变反应堆产生能量的方式和太阳类似，因此，它被俗称为“人造太阳”．热核反应的发生需要几百万度以上的高温，因而反应中的大量带电粒子没有通常意义上的容器可装．人类正在积极探索各种约束装置，磁约束托卡马克装置就是其中一种．如图K38－12所示为该装置的简化模型．有一个圆环形区域，区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，已知其截面内半径为R1＝1.0 m，磁感应强度为B＝1.0 T，被约束粒子的比荷为＝4.0×107 C/kg，该带电粒子从中空区域与磁场交界面上的P点以速度v0＝4.0×107 m/s沿环的半径方向射入磁场(不计带电粒子在运动过程中的相互作用，不计带电粒子的重力)．

    (1)为约束粒子不穿越磁场外边界，求磁场区域的最小外半径R2.

    (2)若改变该粒子的入射速率v，使v＝v0，求该粒子从P点进入磁场开始到第一次回到P点所需要的时间t.

    图K38－12

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    如图所示，坐标空间中有场强为E的匀强电场和磁感应强度 为B的匀强磁场，y轴为两种场的分界面，图中虚线为磁场区域的右边界.现有一质量为m，电荷量为-q的带电粒子从电场中坐标位置(-L，0)处，以初速度v0沿x轴正方向开始运动，且已知.试求:要使带电粒子能穿越磁场区域而不再返回电场中，磁场的宽度d应满足的条件.

     

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    如图所示，坐标空间中有场强为E的匀强电场和磁感应强度 为B的匀强磁场，y轴为两种场的分界面，图中虚线为磁场区域的右边界.现有一质量为m，电荷量为-q的带电粒子从电场中坐标位置(-L，0)处，以初速度v0沿x轴正方向开始运动，且已知.试求:要使带电粒子能穿越磁场区域而不再返回电场中，磁场的宽度d应满足的条件.

     

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    如图所示，坐标空间中有场强为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场，y轴为两种场的分界面，图中虚线为磁场区域的右边界．现有一质量为m，电荷量为-q的带电粒子从电场中坐标位置（-L，0）处，以初速度v沿x轴正方向开始运动，且已知．
    试求：要使带电粒子能穿越磁场区域而不再返回电场中，磁场的宽度d应满足的条件．

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    如图所示，坐标空间中有场强为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场，y轴为两种场的分界面，图中虚线为磁场区域的右边界．现有一质量为m，电荷量为-q的带电粒子从电场中坐标位置（-L，0）处，以初速度v沿x轴正方向开始运动，且已知．
    试求：要使带电粒子能穿越磁场区域而不再返回电场中，磁场的宽度d应满足的条件．

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    一．选择题：

    1.CD

    2.A

    3.C

    4.CD

    5.ABC

    6.BD 

    7.B

    8.AD 

    9.D

    10.B 

    11.A 

    12.D

    13.C

    二．实验题

    14．  C  F     A D   

    15. 375       I       R0 

    16．B    D   ，电路图为变阻器分压，电流表外接，连线略

    17．若横轴为R（电路为电压表和电阻箱串联，接上电源开关），则    若横轴为（电路为电压表和电阻箱并联，接上电源开关），则，

    三计算题

    18．解：（1）当B最小时，安培力最小沿斜面向上，由左手定则可知，B的方向垂直斜面向上，由平衡条件可得F安=mgsinα, F安=BIL。所以

    （2）无压力时，F安=mg，，由左手定则可知，B的方向水平向左。

    19．解：由图得：a＝＝0.5m/s2，

    前2s有：F2－mg sina＝ma，2s后有：F2＝mg sina，代入数据可解得：m＝1kg，a＝30°。

    20．解：（1）设物块的质量为m，其开始下落处的位置距BC的竖直高度为h，到达B点时的速度为v，小车圆弧轨道半径为R。由机械能守恒定律，有：mgh=mv2

    根据牛顿第二定律，有：9mg－mg=m解得h=4R

    则物块开始下落的位置距水平轨道BC的竖直高度是圆弧半径的4倍。

    （2）设物块与BC间的滑动摩擦力的大小为F，物块滑到C点时与小车的共同速度为v'，物块在小车上由B运动到C的过程中小车对地面的位移大小为s。依题意，小车的质量为3m，BC长度为10R。由滑动摩擦力有：  F=μmg

    由动量守恒定律，有mv=(m+3m)v/  对物块、小车分别应用动能定理，有

    －F(10R+s)=mv/2 －mv2    Fs=(3m)v/2－0   μ＝0.3

    21.解：粒子在电场中做类平抛运动，竖直速度Vy=at，加速度

    水平位移L=V0t，由以上各式得进入电场时的合速度为，方向与y轴成450，

    （2）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动  ，与右边界相切时，由几何关系得Rsin450+R=d,解得，故磁场的宽度最大为

     

     

     

     


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