由于缺少地磁場的屏蔽作用，高能宇宙射線對航天員的輻射具有非常大的危害．目前，國際上正在積極探索載人航天主動(dòng)防護(hù)的方法，其中某種磁防護(hù)方案為在航天器內(nèi)建立同心圓柱體形屏蔽磁場，磁場分布情況如圖所示．設(shè)同心圓內(nèi)徑R1=R，外徑R2=3R，軸向足夠長．設(shè)定區(qū)內(nèi)為勻強(qiáng)磁場，磁場方向與軸平行，設(shè)定區(qū)外和防護(hù)區(qū)內(nèi)無磁場．
（1）一個(gè)質(zhì)子在平行于圓柱橫截面的平面內(nèi)，以速度v0沿指向圓心方向入射，該粒子恰好打不到防護(hù)區(qū)內(nèi)部，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和粒子在設(shè)定區(qū)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。（已知質(zhì)子的質(zhì)量為m,電荷量為q）
（2）若宇宙中充滿了大量速度大小為v0，沿任意方向運(yùn)動(dòng)的質(zhì)子，為了使任何質(zhì)子都打不到防護(hù)區(qū)內(nèi)部，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小應(yīng)該滿足的條件。
（3）若已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，以A點(diǎn)所在截面建立x-y坐標(biāo)系，圓柱軸線為z軸，y軸通過A點(diǎn)．如有一質(zhì)子以初速度v=2qBRm從A點(diǎn)射向防護(hù)區(qū)的C點(diǎn)，已知C點(diǎn)坐標(biāo)（0，R，（3-1）R），求質(zhì)子打到防護(hù)區(qū)的位置。
R
2
=
3
R
v
=
2
q
BR
m
（
0
，
R
，
（
3
-
1
）
R
）
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：224引用：1難度：0.1
相似題
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1．如圖1所示，在xOy坐標(biāo)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(qiáng)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(shí)間內(nèi)兩板間加上如圖2所示的電壓，已知t=0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的粒子，在t0時(shí)刻射入磁場時(shí)，恰好不會(huì)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(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子射入磁場時(shí)的速度；
（2）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小及磁場區(qū)域的面積；
（3）t=t0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。
發(fā)布：2024/12/30 0:0:1組卷：79引用：2難度：0.7 -
2．如圖，半徑為d的圓形區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，磁場垂直圓所在的平面。一帶電量為q、質(zhì)量為m的帶電粒子從圓周上a點(diǎn)對準(zhǔn)圓心O射入磁場，從b點(diǎn)折射出來，若α=60°，則帶電粒子射入磁場的速度大小為（ ?。?/h2>發(fā)布：2025/1/6 0:30:5組卷：272引用：2難度：0.6 -
3．如圖所示，三角形ABC內(nèi)有垂直于三角形平面向外的勻強(qiáng)磁場，AB邊長為L，∠CAB=30°，∠B=90°，D是AB邊的中點(diǎn)?，F(xiàn)在DB段上向磁場內(nèi)射入速度大小相同、方向平行于BC的同種粒子（不考慮粒子間的相互作用和粒子重力），若從D點(diǎn)射入的粒子恰好能垂直AC邊射出磁場，則AC邊上有粒子射出的區(qū)域長度為（ ）發(fā)布：2025/1/3 0:30:3組卷：300引用：1難度：0.5
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