据有关资料介绍,受控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,而是由磁场约束带电粒子运动使之束缚在某个区域内(托卡马克装置).如图所示,环状匀强磁场围成中空区域,中空区域中的带电粒子只要速度不是很大,都不会穿出磁场的外边缘而被约束在该区域内,设环状磁场的内半径为R
1=0.5m,外半径R
2=1.0m,磁场的磁感应强度B=1.0T,若被束缚带电粒子的比荷为
,中空区域内带电粒子具有各个方向的速度,试计算
(1)实践证明,粒子在磁场区域内沿垂直于磁场方向运动的速度v与它在磁场中运动的轨道半径r有关.试导出v与r的关系式.
(2)粒子沿环状的半径方向射入磁场,不能穿越磁场的最大速度.
(3)所有粒子不能穿越磁场的最大速度.
考点分析:
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如图所示,匀强磁场的磁感应强度为B,方向竖直向下,在磁场中有一个边长为L的正方形刚性金属框,ab边质量为m,其它三边的质量不计.金属框的总电阻为R,cd边上装有固定的水平轴.现在将金属框从水平位置由静止释放,不计一切摩擦,金属框经时间t恰好通过竖直位置a′b′cd.求:
(1)在图中标出ab通过最低位置时,金属框中感应电流方向.
(2)求在时间t内金属框中的平均感应电动势.
(3)若在时间t内,金属框中产生的焦耳热为Q,求ab边通过最低位置时受到的安培力.
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如图所示,位于竖直平面上的1/4圆弧光滑轨道,半径为R,OB沿竖直方向,上端A距地面高度为H,质量为m的小球从A点由静止释放,最后落在地面上C点处,不计空气阻力,求:
(1)小球在B点时的速度大小;
(2)小球刚运动到B点时,对轨道的压力多大?
(3)小球落地点C与B点水平距离为多少?
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在“测金属丝电阻率”实验中,提供以下实验器材;
待测金属丝、螺旋测微器(千分尺)、直尺;
电源E(电动势约3V);电压表V(量程3V,内阻约5kΩ):
电流表A(量程0.6A、内阻约为0.5Ω);
滑动变阻器、开关及导线若干.
某同学进行了如下操作:
①如图1所示,用直尺测金属丝的长度L=______m;
②如图2所示,用螺旋测微器测金属丝直径d=______m;
③按照实验设计进行了实物连接如图3并进行了相应测量,请根据实物图在下面方框中画出电路图.
④利用电压表和电流表读数画出了如图4的U-I图象,由此得到金属丝电阻的测量值为R=______Ω
⑤如果已知电流表的内阻为R
A=0.5Ω,则此金属丝电阻的真实值为R
真实=______Ω
⑥若金属丝长度用L表示,直径用d表示,电阻值用R表示,根据以上测量,用所给字母表示该金属丝的电阻率ρ=______.
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某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中,先测得摆线长为97.5厘米,摆球直径2.0厘米,然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间如图.
则①该摆摆长为______厘米;
②秒表所示读数为______秒;
③测单摆周期时,当摆球经过______时开始计时.
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由于万有引力定律和库仑定律都满足“平方反比定律”,因此引力场和电场之间有许多相似的特性,在处理有关问题时可以将他们进行类比,例如电场中反映各点电场强弱的物理量是电场强度,其定义式为E=
,在引力场中可以有一个类似的物理量来反映各点引力场的强弱,设地球的质量为M,半径为R,地球表面处重力加速度为g,引力常量为G,如果一个质量为m的物体位于距地心2R的某点,则下列表达式中能反映该点引力场强弱的是( )
A.
B.
C.
D.g/2
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