未来人类要通过可控热核反应取得能源，要持续发生热核反应必须把温度高达几百万摄氏度以上的核材料约束在一定的空间内，约束的办法有多种，其中技术上相对成熟的是用磁场约束，称为“托卡马克”装置，如图为这种装置的模型图：垂直纸面的有环形边界的匀强磁场（b区域）围着磁感应强度为零的圆形a区域，a区域内的离子向各个方向运动，离子的速度只要不超过某值，就不能穿过环形磁场的外边界而逃逸，从而被约束，设环形磁场的内半径R
1=0.5m，外半径R
2=1.0m，若磁场的磁感强度B
=1.0T，被约束的离子比荷q/m=4.0×10
7C/kg．（1）若a区域中沿半径OM方向射入磁场的离子不能穿过磁场，粒子的速度不能超过多大？（2）若要使从a区域沿任何方向射入磁场的速率为2.0×10
7m/s的离子都不能越出磁场的外边界，则b区域磁场的磁感应强度B至少要有多大？
考点分析：
相关试题推荐
光滑的长轨道形状如下图所示，底部为半圆型，半径为R，固定在竖直平面内．AB两质量相同的小环用长为R的轻杆连接在一起，套在轨道上．将AB两环从图示位置静止释放，A环离开底部2R．不考虑轻杆和轨道的接触，即忽略系统机械能的损失，求：
（1）AB两环都未进入半圆型底部前，杆上的作用力．
（2）A环到达最低点时，两环速度大小．
（3）若将杆换成长2
R，A环仍从离开底部2R处静止释放，经过半圆型底部再次上升后离开底部的最大高度．
查看答案
如图（a）所示，两根足够长的光滑平行金属导轨相距为L，导轨平面与水平面成θ角，上端通过导线连接阻值为R的电阻，阻值为r的金属棒ab放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，整个装置处在垂直导轨平面向上的磁场中，若所加磁场的磁感应强度大小恒为B，使金属棒沿导轨由静止向下运动，金属棒运动的v-t图象如图（b）所示，当t=t
时刻，物体下滑距离为s．已知重力加速度为g，导轨电阻忽略不计．试求：
（1）金属棒ab匀速运动时电流强度I的大小和方向；
（2）导体棒质量m；
（3）在t
时间内电阻R产生的焦耳热．
查看答案
对于两物体碰撞前后速度在同一直线上，且无机械能损失的碰撞过程，可以简化为如下模型：A、B两物体位于光滑水平面上，仅限于沿同一直线运动，当它们之间的距离大于等于某一定值d时，相互作用力为零；当它们之间的距离小于d时，存在大小恒为F的斥力，设A物体质量m
1=1.0kg，开始时静止在直线上某点；B物体质量m
2=3.0kg，以速度v
从远处沿该直线向A 运动，如图所示，若F=0.60N，v
=0.20m/s，求：
（1）相互作用过程中A、B加速度的大小；
（2）从开始相互作用到A、B间的距离最小时，系统（物体组）动能的减少量．
查看答案
现有两个电阻元件，其中一个是由金属材料制成的，它的电阻随温度的升高而增大，而另一个是由某种半导体材料制成的，其电阻随温度的升高而减小．现对其中一个元件R
进行测试，测得通过其中的电流与加在它两端的电压数据如下表所示：
| I/A | 0.20 | 0.45 | 0.80 | 1.25 | 1.80 | 2.81 | 3.20 |
| U/V | 0.40 | 0.60 | 0.80 | 1.00 | 1.20 | 1.50 | 1.60 |
（1）根据表中数据，判断元件R
可能是由上述______材料制成的，并简要说明理由．
理由：______
（2）把元件R
接入如图所示的电路中，闭合开关后，电流表读数为1.80A．已知电路中电源的电动势为3V，内阻不计．此时定值电阻R的电功率______W．
（3）请根据表中数据在（a）图中作出I-U图线．为了求出通过该元件R
的电流I与电压U间的具体关系式，请你适当选取坐标轴，将表中有关数据进行适当计算，在（b）图中作出线性图线，并求出I和U之间的具体关系式．
I和U之间的具体关系式为：______．
查看答案
某同学利用透明直尺和光电计时器来验证机械能守恒定律，实验的简易示意图如图1，当有不透光物体从光电门间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．所用的XDS-007光电门传感器可测的最短时间为0.01ms．将挡光效果好、宽度为d=3.8×10
-3m的黑色磁带贴在透明直尺上，从一定高度由静止释放，并使其竖直通过光电门．某同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间△t
i与图中所示的高度差△h
i，并将部分数据进行了处理，结果如下表所示．（取g=9.8m/s
2，注：表格中M为直尺质量）
| △ti
（10-3s） | vi=
| △Eki= | △hi
（m） | Mg△hi |
| 1 | 1.21 | 3.13 | | | |
| 2 | 1.15 | 3.31 | 0.58M | 0.06 | 0.58M |
| 3 | 1.00 | 3.80 | 2.24M | 0.23 | 2.25M |
| 4 | 0.95 | 4.00 | 3.10M | 0.32 | 3.14M |
| 5 | 0.90 | | | 0.41 | |
（1）从表格中数据可知，直尺上磁带通过光电门的瞬时速度是利用
求出的，请你简要分析该同学这样做的理由是：
．
（2）请将表格中数据填写完整．V
5=
，△E
k5=
，Mg△h
5=_
_
（3）通过实验得出的结论是：
．
（4）根据该实验请你判断下列△E
k-△h图2中正确的是
．
查看答案
