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        1. (2)要使帶電粒子能穿越磁場區(qū)域而不再返回到電場中.磁場的寬度最大為多少 查看更多

           

          題目列表(包括答案和解析)

          可控?zé)岷司圩兎磻?yīng)堆產(chǎn)生能量的方式和太陽類似,因此,它被俗稱為“人造太陽”.熱核反應(yīng)的發(fā)生需要幾百萬度以上的高溫,因而反應(yīng)中的大量帶電粒子沒有通常意義上的容器可裝.人類正在積極探索各種約束裝置,磁約束托卡馬克裝置就是其中一種.如圖K38-12所示為該裝置的簡化模型.有一個圓環(huán)形區(qū)域,區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場,已知其截面內(nèi)半徑為R1=1.0 m,磁感應(yīng)強度為B=1.0 T,被約束粒子的比荷為=4.0×107 C/kg,該帶電粒子從中空區(qū)域與磁場交界面上的P點以速度v0=4.0×107 m/s沿環(huán)的半徑方向射入磁場(不計帶電粒子在運動過程中的相互作用,不計帶電粒子的重力).

          (1)為約束粒子不穿越磁場外邊界,求磁場區(qū)域的最小外半徑R2.

          (2)若改變該粒子的入射速率v,使vv0,求該粒子從P點進入磁場開始到第一次回到P點所需要的時間t.

          圖K38-12

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          如圖所示,坐標(biāo)空間中有場強為E的勻強電場和磁感應(yīng)強度 為B的勻強磁場,y軸為兩種場的分界面,圖中虛線為磁場區(qū)域的右邊界.現(xiàn)有一質(zhì)量為m,電荷量為-q的帶電粒子從電場中坐標(biāo)位置(-L,0)處,以初速度v0沿x軸正方向開始運動,且已知.試求:要使帶電粒子能穿越磁場區(qū)域而不再返回電場中,磁場的寬度d應(yīng)滿足的條件.

           

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          如圖所示,坐標(biāo)空間中有場強為E的勻強電場和磁感應(yīng)強度 為B的勻強磁場,y軸為兩種場的分界面,圖中虛線為磁場區(qū)域的右邊界.現(xiàn)有一質(zhì)量為m,電荷量為-q的帶電粒子從電場中坐標(biāo)位置(-L,0)處,以初速度v0沿x軸正方向開始運動,且已知.試求:要使帶電粒子能穿越磁場區(qū)域而不再返回電場中,磁場的寬度d應(yīng)滿足的條件.

           

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          如圖所示,坐標(biāo)空間中有場強為E的勻強電場和磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場,y軸為兩種場的分界面,圖中虛線為磁場區(qū)域的右邊界.現(xiàn)有一質(zhì)量為m,電荷量為-q的帶電粒子從電場中坐標(biāo)位置(-L,0)處,以初速度v沿x軸正方向開始運動,且已知
          試求:要使帶電粒子能穿越磁場區(qū)域而不再返回電場中,磁場的寬度d應(yīng)滿足的條件.

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          如圖所示,坐標(biāo)空間中有場強為E的勻強電場和磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場,y軸為兩種場的分界面,圖中虛線為磁場區(qū)域的右邊界.現(xiàn)有一質(zhì)量為m,電荷量為-q的帶電粒子從電場中坐標(biāo)位置(-L,0)處,以初速度v沿x軸正方向開始運動,且已知
          試求:要使帶電粒子能穿越磁場區(qū)域而不再返回電場中,磁場的寬度d應(yīng)滿足的條件.

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          一.選擇題:

          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.實驗題

          14.  C  F     A D   

          15. 375       I       R0 

          16.  D   ,電路圖為變阻器分壓,電流表外接,連線略

          17.若橫軸為R(電路為電壓表和電阻箱串聯(lián),接上電源開關(guān)),則    若橫軸為(電路為電壓表和電阻箱并聯(lián),接上電源開關(guān)),則,

          三計算題

          18.解:(1)當(dāng)B最小時,安培力最小沿斜面向上,由左手定則可知,B的方向垂直斜面向上,由平衡條件可得F=mgsinα, F=BIL。所以

          (2)無壓力時,F(xiàn)=mg,,由左手定則可知,B的方向水平向左。

          19.解:由圖得:a==0.5m/s2,

          前2s有:F2-mg sina=ma,2s后有:F2=mg sina,代入數(shù)據(jù)可解得:m=1kg,a=30°。

          20.解:(1)設(shè)物塊的質(zhì)量為m,其開始下落處的位置距BC的豎直高度為h,到達B點時的速度為v,小車圓弧軌道半徑為R。由機械能守恒定律,有:mgh=mv2

          根據(jù)牛頓第二定律,有:9mg-mg=m解得h=4R

          則物塊開始下落的位置距水平軌道BC的豎直高度是圓弧半徑的4倍。

          (2)設(shè)物塊與BC間的滑動摩擦力的大小為F,物塊滑到C點時與小車的共同速度為v',物塊在小車上由B運動到C的過程中小車對地面的位移大小為s。依題意,小車的質(zhì)量為3m,BC長度為10R。由滑動摩擦力有:  F=μmg

          由動量守恒定律,有mv=(m+3m)v/  對物塊、小車分別應(yīng)用動能定理,有

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

          21.解:粒子在電場中做類平拋運動,豎直速度Vy=at,加速度

          水平位移L=V0t,由以上各式得進入電場時的合速度為,方向與y軸成450,

          (2)帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動  ,與右邊界相切時,由幾何關(guān)系得Rsin450+R=d,解得,故磁場的寬度最大為

           

           

           

           


          同步練習(xí)冊答案