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可控热核聚变反应堆产生能虽的方式和太阳类似,因此,它被俗称为“人造太阳”.热核反...

可控热核聚变反应堆产生能虽的方式和太阳类似,因此,它被俗称为“人造太阳”.热核反应的发生,需耍儿千万度以上的高温,闪而反应中的大跫带电粒子没有通常意义上的容器可装.人类正在积极探索各种约束装置,磁约束托卡马克装置就是其中一种.如图所示为该装置的简化模型.有一个圆环形区域,冈域内有垂直纸面向里的匀强磁场,已知其截面内半径为R1=1.0m,磁感应强度为B=1.0T,被约束粒子的比荷为q/m=4.0×107C/kg,该带电粒子从中空区域与磁场交界面的P点以速度v=4.0×107m/s,沿环的半径方向射入磁场(不计带电粒子在运动过程中的相互作叫,不计带电粒子的重力).
(1)为约束该粒子不穿越磁场外边界,求磁场区域的最小外半径R2
(2)若改变该粒子的入射速度V,使V=manfen5.com 满分网V,求该粒子从P点进入磁场开始到第一次冋到P点所需耍的时间t.

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(1)粒子垂直进入磁场中做匀速圆周运动,当该粒子的轨迹恰好与圆形区域外边界相切时,磁场区域的半径最小,根据牛顿第二定律求出粒子圆周运动的半径,由几何知识求出磁场区域的最小外半径R2. (2)若粒子的V=V,求出粒子圆周运动的半径,画出轨迹,由几何知识求出轨迹所对的圆心角,根据圆心角求出时间. 【解析】 (1)设粒子在磁场中做匀速圆周运动的最大半径为R. 则qvB=m 得,R==1m 如图1,由几何关系得,=R2-R 解得,R2=(1+)m=2.41m (2)设粒子此时在磁场中做匀速圆周运动的半径为r 则r=== 如图2所示,由几何关系得,θ=arctan=30°,则∠POP′=60° 所以带电粒子进入磁场绕圆O′转过的角度为360°-(180°-60°)=240°,又回到中空部分,粒子的运动轨迹如图所示. 故粒子从P点进入磁场到第一次回到O点时,粒子在磁场中运动时间为    t1=3×=2T,T= 粒子在中空部分运动时间为t2= 所以粒子运动的总时间为t=t1+t2= 代入解得,t=5.74×10-7s 答: (1)为约束该粒子不穿越磁场外边界,磁场区域的最小外半径R2=. (2)若改变该粒子的入射速度V,使V=V,该粒子从P点进入磁场开始到第一次冋到P点所需耍的时间t=5.74×10-7s.
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考点分析:
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质量均为m=0.1kg的两小滑块A、B,相距L=2m、放在足够长的绝缘水平面上,与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.2,A带电量为q=+3×10-3C,B不带电.在水平面附近空间加有水平向左的匀强电场E=l×102v/m,现同时由静止释放A、B,此后A将与B发生多次碰撞,碰撞时间极短且无机械能损失,A带电量保持不变,B始终不带电,g取10m/s2试求
(1)A、B第一次碰前瞬间A的速度vA1
(2)A、B第一次碰后瞬间B的速度vB1
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①请在图中作出入射光玻璃砖折射后的折射光线;
②根据提供的器材,用你测量出来的量表示半圆柱形玻璃砖折射率的表达式n=______. (要求所用物理量与你在图上标的符号相一致)
(2)小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变化.为研究这一现象,某同学用K列器材通过实验绘出了小灯泡的伏安特性曲线如下图所示.
除了电源E、小灯泡L (额定电压为2V)、导线和开关外,还有以下一些器材可供选择:
电流表:A1(量程100mA,内阻约2Ω)      A2(量程0.6A,内阻约0.3Ω)
电压表:V1(量程3V,内阻约5KΩ)         V2(量程15V,内阻约15KΩ)
滑动变阻器:R1(最大阻值10Ω)R2(最大阻值2KΩ)
①为了调节方便,测量准确,实验中应选用电流表______,电压表______滑动变阻器______.(填器材的符号)
②在下框中出该同学采用的实验电路图.
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③通过实验,该同学发现小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而______(选填:“增大”、“减小”、“不变”),小灯泡正常工作时的电阻是常温下电阻的______倍.

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如图,一滑块以速度v从置于粗糙地面上的斜面体的底端A开始冲上斜面,到达某一高度后返冋A,斜面与滑块之间有摩擦且斜面体始终静止.下列图象分别表示滑块运动过程中的速度v、加速度a和斜面体受地面支持力F、摩擦力f随时间变化的关系,其中可能正确的是( )
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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