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          核聚變反應(yīng)需要幾百萬度以上的高溫，為把高溫條件下高速運(yùn)動的離子約束在小范圍內(nèi)（否則不可能發(fā)生核反應(yīng)），通常采用磁約束的方法（托卡馬克裝置）。如圖所示，環(huán)狀勻強(qiáng)磁場圍成中空區(qū)域，中空區(qū)域中的帶電粒子只要速度不是很大，都不會穿出磁場的外邊緣而被約束在該區(qū)域內(nèi)。設(shè)環(huán)狀磁場的內(nèi)半徑為R1=0.5m，外半徑R2=1.0m，磁場的磁感強(qiáng)度B=1.0T，若被束縛帶電粒子的荷質(zhì)比為q/m=4×c/㎏，中空區(qū)域內(nèi)帶電粒子具有各個方向的速度。試計算
            
            
          （1）粒子沿環(huán)狀的半徑方向射入磁場，不能穿越磁場的最大速度。
            
          （2）所有粒子不能穿越磁場的最大速度。
          			
          


			
          

		
          
		
		
	
          
		
          
			
          
				
          
				
          （1）。（2）
            
          解析:
          （1）要粒子沿環(huán)狀的半徑方向射入磁場，不能穿越磁場，則粒子的臨界軌跡必須要與外圓相切，軌跡如圖18所示。
            
            
          由圖中知
            
          解得
            
          由得
            
          所以粒子沿環(huán)狀的半徑方向射入磁場，不能穿越磁場的最大速度為。
            
          （2）當(dāng)粒子以V2的速度沿與內(nèi)圓相切方向射入磁場且軌道與外圓相切時，則以V1速度沿各方向射入磁場區(qū)的粒子都不能穿出磁場邊界，如圖19所示。
            
            
          由圖中知
            
          由
            
          得
            
          所以所有粒子不能穿越磁場的最大速度
            
          				
          
							
          
			
          
			
          
			
			
          
		
          
	
          

		
          

		





			
          
		
          
		
				
          
				練習(xí)冊系列答案
		
          
		
				
			

					
          
				相關(guān)習(xí)題
			
          
						
		
          
			
          
				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          核聚變反應(yīng)需要幾百萬度以上的高溫，為把高溫條件下高速運(yùn)動的離子約束在小范圍內(nèi)（否則不可能發(fā)生核反應(yīng)），通常采用磁約束的方法（托卡馬克裝置）．如圖所示，環(huán)狀勻強(qiáng)磁場圍成中空區(qū)域，中空區(qū)域中的帶電粒子只要速度不是很大，都不會穿出磁場的外邊緣而被約束在該區(qū)域內(nèi)．設(shè)環(huán)狀磁場的內(nèi)半徑為R1，外半徑為R2，磁場的磁感強(qiáng)度為B，若被束縛帶電粒子的比荷為q/m，中空區(qū)域內(nèi)帶電粒子具有各個方向的速度．求：
          （1）粒子沿環(huán)狀的半徑方向射入磁場，不能穿越磁場的最大速度．
          （2）所有粒子不能穿越磁場的最大速度．
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          核聚變反應(yīng)需要幾百萬度以上的高溫，為把高溫條件下高速運(yùn)動的離子約束在小范圍內(nèi)（否則不可能發(fā)生核反應(yīng)），通常采用磁約束的方法（托卡馬克裝置）．如圖5-6-18所示，環(huán)狀勻強(qiáng)磁場圍成中空區(qū)域，中空區(qū)域中的帶電粒子只要速度不是很大，都不會穿出磁場的外邊緣而被約束在該區(qū)域內(nèi)．設(shè)環(huán)狀磁場的內(nèi)半徑為R1=0.5m，外半徑R2=1.0m，磁場的磁感強(qiáng)度B=1.0T，若被束縛帶電粒子的荷質(zhì)比為q/m=4×107C/㎏，中空區(qū)域內(nèi)帶電粒子具有各個方向的速度．
          求：（1）粒子沿環(huán)狀的半徑方向射入磁場，不能穿越磁場的最大速度．
          （2）所有粒子不能穿越磁場的最大速度．
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          核聚變反應(yīng)需要幾百萬度以上的高溫，為把高溫條件下高速運(yùn)動的離子約束在小范圍內(nèi)（否則不可能發(fā)生核反應(yīng)），通常采用磁約束的方法（托卡馬克裝置）。如圖所示，環(huán)狀勻強(qiáng)磁場圍成中空區(qū)域，中空區(qū)域中的帶電粒子只要速度不是很大，都不會穿出磁場的外邊緣而被約束在該區(qū)域內(nèi)。設(shè)環(huán)狀磁場的內(nèi)半徑為R1=0.5m，外半徑R2=1.0m，磁場的磁感強(qiáng)度B=1.0T，若被束縛帶電粒子的荷質(zhì)比為q/m=4×107C/㎏，中空區(qū)域內(nèi)帶電粒子具有各個方向的速度。
          求：（1）粒子沿環(huán)狀的半徑方向射入磁場，不能穿越磁場的最大速度。
          （2）所有粒子不能穿越磁場的最大速度。
           
           
           
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：2012年滬科版高中物理選修3-1 5.6洛倫茲力與現(xiàn)代科技練習(xí)卷（解析版）
				題型：計算題
			
          

						
          核聚變反應(yīng)需要幾百萬度以上的高溫，為把高溫條件下高速運(yùn)動的離子約束在小范圍內(nèi)（否則不可能發(fā)生核反應(yīng)），通常采用磁約束的方法（托卡馬克裝置）。如圖所示，環(huán)狀勻強(qiáng)磁場圍成中空區(qū)域，中空區(qū)域中的帶電粒子只要速度不是很大，都不會穿出磁場的外邊緣而被約束在該區(qū)域內(nèi)。設(shè)環(huán)狀磁場的內(nèi)半徑為R1=0.5m，外半徑R2=1.0m，磁場的磁感強(qiáng)度B=1.0T，若被束縛帶電粒子的荷質(zhì)比為q/m=4×107C/㎏，中空區(qū)域內(nèi)帶電粒子具有各個方向的速度。
          


          


          求：（1）粒子沿環(huán)狀的半徑方向射入磁場，不能穿越磁場的最大速度。
          


          （2）所有粒子不能穿越磁場的最大速度。
          


           
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：2011-2012蚌埠二中高三12月月考物理試卷
				題型：計算題
			
          

						
          核聚變反應(yīng)需要幾百萬度以上的高溫，為把高溫條件下高速運(yùn)動的離子約束在小范圍內(nèi)（否則不可能發(fā)生核反應(yīng)），通常采用磁約束的方法（托卡馬克裝置）。如圖所示，環(huán)狀勻強(qiáng)磁場圍成中空區(qū)域，中空區(qū)域中的帶電粒子只要速度不是很大，都不會穿出磁場的外邊緣而被約束在該區(qū)域內(nèi)。設(shè)環(huán)狀磁場的內(nèi)半徑為R1=0.5m，外半徑R2=1.0m，磁場的磁感強(qiáng)度B=1.0T，若被束縛帶電粒子的荷質(zhì)比為q/m=4×107C/㎏，中空區(qū)域內(nèi)帶電粒子具有各個方向的速度。
          


          求：（1）粒子沿環(huán)狀的半徑方向射入磁場，不能穿越磁場的最大速度。
          


          （2）所有粒子不能穿越磁場的最大速度。
          


           
          


          


           
          


           
          

			
          

			
          
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