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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R1=1.0m,外径R2=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
=4.8×107C/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vm=1.44×107m/s时,求需要的约束磁场的磁感应强度至少为多少.
魔方格

◎ 答案


魔方格
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r1,则      
r21
+
R21
=(R2-r1)2
   
代入数据解得                r1=0.75m          
洛伦兹力提供向心力,得:qBvm=
m
v2m
r1

代人数据得:B=
mvm
qr1
=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。



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