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带电粒子在匀强磁场中的运动
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据有关资料介绍，受控热核聚变装置中有极高的温度，因而带电粒子将没有通常意义上的“容器”可装，而是由磁场约束使其在某个区域内运动．现按下面的简化条件来讨论这个问题：如图
网友投稿 2023-04-06 00:00:00 零零社区
◎ 题目
据有关资料介绍，受控热核聚变装置中有极高的温度，因而带电粒子将没有通常意义上的“容器”可装，而是由磁场约束使其在某个区域内运动．现按下面的简化条件来讨论这个问题：如图所示是一个内径R
1
=1.0m，外径R
2
=2.0m的环状区域的截面，区域内有垂直截面向里的匀强磁场，O点为氦核源，它能沿半径方向射出各种速率的氦核，已知氦核的比荷
q
m
=4.8×10
7
C/kg，不计氦核的重力和氢核间的相互作用，当射出的氦核最大速度为v
m
=1.44×10
7
m/s时，求需要的约束磁场的磁感应强度至少为多少．
◎ 答案
速度越大，轨迹圆半径越大，要使沿0M方向运动的氦核不能穿越磁场，则其在环形磁场内的运动轨迹圆中最大者与磁场外边界圆相切
设轨迹圆的半径为r
1
，则
r
21
+
R
21
=(
R
2
-
r
1
)
2
代入数据解得 r
1
=0.75m
洛伦兹力提供向心力，得：
qB
v
m
=
m
v
2m
r
1
代人数据得：
B=
m
v
m
q
r
1
=0.4
T
答：需要的约束磁场的磁感应强度至少为0.4T．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“据有关资料介绍，受控热核聚变装置中有极高的温度，因而带电粒子将没有通常意义上的“容器”可装，而是由磁场约束使其在某个区域内运动．现按下面的简化条件来讨论这个问题：如图…”主要考查了你对 【向心力】，【牛顿第二定律】，【带电粒子在匀强磁场中的运动】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202304/440935.html
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