2021年末，由于煤炭價格上漲，火力發(fā)電受到影響，有的地區(qū)出現(xiàn)了拉閘限電，再一次提醒人們要節(jié)約能源和開發(fā)新能源。受控?zé)岷朔磻?yīng)就是其中一種，熱核反應(yīng)需要極高溫度，還得束縛帶電粒子，基本原理如圖所示，空間有兩個同心圓a、b,圓a內(nèi)存在由圓心O向外的輻射狀電場，圓心O與圓a圓周上各點的電勢差為U=29×107V，圓a與圓b圍成的區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，圓a半徑為R1=33m,圓b半徑為R2，已知磁感應(yīng)強度B=1.0T，粒子的荷質(zhì)比為qm=4.0×107C/kg,不計帶電粒子的重力。
（1）若帶電粒子由靜止釋放，被電場加速后沿環(huán)的半徑方向以v0射入磁場，求：v0的大??？
（2）若帶電粒子從圓心O由靜止釋放不能穿越磁場的外邊界，則圓b半徑R2的取值范圍？（邊界線上有磁場）
（3）令帶電粒子以v0沿圓環(huán)半徑方向第一次射入磁場的入射點為P，當(dāng)粒子射入磁場后撤去圓a中的電場，求帶電粒子從P點進入磁場到回到P點所需要的時間t。
2
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×
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0
7
3
3
q
m
=
4
.
0
×
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0
7
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：124引用：1難度：0.5
相似題
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1．如圖所示，M和N為平行金屬板，質(zhì)量為m,電荷量為q的帶電粒子從M由靜止開始被兩板間的電場加速后，從N上的小孔穿出，以速度v由C點射入圓形勻強磁場區(qū)域，經(jīng)D點穿出磁場，CD為圓形區(qū)域的直徑。已知磁場的磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直于紙面向外，粒子速度方向與磁場方向垂直，重力忽略不計。
（1）判斷粒子的電性，并求M、N間的電壓U；
（2）求粒子在磁場中做圓周運動的軌道半徑r；
（3）若粒子的軌道半徑與磁場區(qū)域的直徑相等，求粒子在磁場中運動的時間t。發(fā)布：2024/12/29 21:0:1組卷：1319引用：5難度：0.5 -
2．如圖1所示，在xOy坐標系中，兩平行極板P、Q垂直于y軸且關(guān)于x軸對稱，極板長度和板間距均為l,緊靠極板的右邊緣的有界勻強磁場區(qū)域由ΔAB0和矩形0BCD構(gòu)成，其中∠OAB=60°，OD=OA．磁場方向垂直于xOy平面向里，D、A位于y軸上。位于極板左側(cè)的粒子源沿x軸向右接連發(fā)射質(zhì)量為m,電荷量為+q、速度相同的帶電粒子，現(xiàn)在0～3t0時間內(nèi)兩板間加上如圖2所示的電壓，已知t=0時刻進入兩板間的粒子，在t0時刻射入磁場時，恰好不會從磁場邊界射出磁場區(qū)域且圓心在x軸上，上述l、m、q、t0為已知量，U0=
，不考慮P、Q兩板電壓的變化對磁場的影響，也不考慮粒子的重力及粒子間的相互影響，求：ml2qt02
（1）t=0時刻進入兩板間的帶電粒子射入磁場時的速度；
（2）勻強磁場的磁感應(yīng)強度的大小及磁場區(qū)域的面積；
（3）t=t0時刻進入兩板間的帶電粒子在勻強磁場中運動的時間。
發(fā)布：2024/12/30 0:0:1組卷：78引用：2難度：0.7 -
3．核聚變具有極高效率、原料豐富以及安全清潔等優(yōu)勢，中科院等離子體物理研究所設(shè)計制造了全超導(dǎo)非圓界面托卡馬克實驗裝置（EAST），這是我國科學(xué)家率先建成了世界上第一個全超導(dǎo)核聚變“人造太陽實驗裝置將原子核在約束磁場中的運動簡化為帶電粒子在勻強磁場中的運動，如圖所示，磁場水平向右分布在空間中，所有粒子的質(zhì)量均為m,電荷量均為q,且粒子的速度在紙面內(nèi)，忽略粒子重力的影響，以下判斷正確的是（ ?。?/h2>發(fā)布：2024/12/30 0:0:1組卷：65引用：2難度：0.7
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