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核聚变反应需要几百万度以上的高温,为把高温条件下高速运动的离子约束在小范围内(否...

核聚变反应需要几百万度以上的高温,为把高温条件下高速运动的离子约束在小范围内(否则不可能发生核反应),通常采用磁约束的方法(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R1,外半径为R2,磁场的磁感强度为B,若被束缚带电粒子的比荷为q/m,中空区域内带电粒子具有各个方向的速度.求:
(1)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.
(2)所有粒子不能穿越磁场的最大速度.

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(1)粒子若沿径向飞出,临界情况为粒子恰好与外环相切,根据几何关系求出运动的轨道半径,再根据带电粒子在磁场中轨道半径公式求出最大的速度. (2)粒子沿环状域的内边界圆的切线方向射入磁场时,此时的轨道半径为最小的轨道半径,此时粒子若不能出磁场,则所以粒子都不会出磁场,根据几何关系求出轨道半径,再通过轨道半径公式求出最大的速度. 【解析】 (1)粒子沿环状的半径方向射入磁场,不能穿越磁场区域的最大速度粒子沿圆弧从B到A,恰与环状域外圆相切,0′为轨道圆心.设AO′=BO′=r,由几何关系(R2-r)2=r2+R12, 又r=, 可得v=. (2)粒子沿环状域的内边界圆的切线方向射入磁场时,轨道半径最大为rm=,由rm=,得 vm=. 答:(1)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为. (2)所有粒子不能穿越磁场的最大速度为.
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考点分析:
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在倾角θ=30°的斜面上,固定一金属框,宽L=0.25m,接入电动势E=12V、内阻不计的电池.垂直框面放有一根质量m=0.2kg的金属棒ab,它与框架的动摩擦因数为manfen5.com 满分网,整个装置放在磁感应强度B=0.8T的垂直斜面向上的匀强磁场中.当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内时,可使金属棒静止在框架上?(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,框架与棒的电阻不计,g=10m/s2

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如图所示,在国庆阅兵式中,某直升飞机在地面上空某高度A位置处于静止状态待命,要求该机10时56分40秒由静止状态沿水平方向做匀加速直线运动,经过AB段加速后,进入BC段的匀速受阅区,速度为100m/s,11时准时通过C位置.己知:SAB=5km.问:
(1)BC段的位移大小是多少?
(2)在AB段做匀加速直线运动时的加速度大小是多少?

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某小组在用伏安法测定一节干电池的电动势和内阻的实验中,实验室备有下列器材:
A.待测干电池(电动势约为1.5V,内阻约为1.0Ω)
B.电流表A(量程0-0.6A,内阻约为0.5Ω)
C.电压表V(量程0-0.6V,内阻为RV=2000Ω)
D.滑动变阻器R(0-20Ω)
E.定值电阻R若干
F.开关和导线若干
①若欲较精确地测出电源的电动势和内阻,需扩大电压表量程,实验室中有以下四种阻值的定值电阻供选择,则定值电阻R应选取______
A.2000Ω
B.4000Ω
C.6000Ω
D.8000Ω
②请在方框中画出该实验电路原理图.
③该小组同学根据实验电路,测出七组实验数据,并利用测出的数据直接绘出了U-I图线(I为电流表A的示数,U为电压表V的示数),若把电流表和改装后的电压表当成理想电表,则依图线可得被测电池的电动势E=______V,内阻r=______Ω.
④该实验测得的电动势和内阻的值与真实值存在误差,产生误差的原因可能是______
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某同学用多用电表测定一只电阻的阻值,多用电表电阻挡有3种倍率,分别是×100Ω、×10Ω、×1Ω.该同学选择×10Ω倍率,用正确的操作方法测量时,发现指针转过角度太小.①为了准确地进行测量,请你从以下给出的操作步骤中,选择必要的步骤,并排出合理顺序:______.(填步骤前的字母)
A.旋转选择开关至欧姆挡“×lΩ”
B.旋转选择开关至欧姆挡“×100Ω”
C.旋转选择开关至“OFF”,并拔出两表笔
D.将两表笔分别连接到Rx的两端,读出阻值后,断开两表笔
E.将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度,断开两表笔
②按正确步骤测量时,指针指在图示位置,Rx的测量值为______Ω.

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如图所示,A、B两个带电小球的质量均为m,所带电量分别为+q和-q,两球间用绝缘细线连接,A球又用绝缘细线悬挂在天花板上,细线长均为L.现在两球所在的空间加上一方向向左的匀强电场,电场强度manfen5.com 满分网,由于有空气阻力,A、B两球最后会达到新的平衡位置,则在这个过程中,两个小球( )
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A.总重力势能增加了manfen5.com 满分网
B.总重力势能增加了manfen5.com 满分网
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D.总电势能减少了manfen5.com 满分网
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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