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题型:解答题 题类: 难易度:困难

湖北省襄阳市第五中学2023-2024学年高二下学期3月月考物理试卷

托卡马克是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形容器,如图1,它的中央是一个环形的真空室,外面缠绕着线圈,在通电的时候托卡马克的内部产生的磁场可以把高温条件下高速运动的离子约束在小范围内。图2为该磁约束装置的简化模型,两个圆心均在O点,半径分别为R和3R的圆环将空间分成区域Ⅰ和Ⅱ,区域Ⅰ内无磁场,区域Ⅱ内有方向垂直于纸面向里、大小为B的匀强磁场。如图3所示区域Ⅰ中有一群电量为+q、质量为m的带电粒子沿各个方向运动,不计一切阻力与粒子重力。求:

(1)这群带电粒子都可以被约束在此装置内的最大速度v1

(2)带电粒子从点O沿着区域Ⅰ的半径方向射入环形磁场,能约束在此装置的最大速度v2

(3)带电粒子从点O沿着区域Ⅰ的半径方向射入环形磁场到第一次返回圆形区域Ⅰ,在区域Ⅱ运动的最长时间。

举一反三
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