據(jù)有關(guān)資料介紹,受控核聚變裝置中有極高的溫度,因而帶電粒子將沒有通常意義上的“容器”可裝,而是由磁場(chǎng)約束帶電粒子運(yùn)動(dòng)使之束縛在某個(gè)區(qū)域內(nèi).現(xiàn)按下面的簡(jiǎn)化條件來討論這個(gè)問題:如圖11所示是一個(gè)截面為內(nèi)徑R=0.6 m、外徑R2=1.2 m的環(huán)狀區(qū)域,區(qū)域內(nèi)有垂直于截面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).已知氦核的荷質(zhì)比=4.8×107 C/kg,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4 T,不計(jì)帶電粒子重力.

(1)實(shí)踐證明,氦核在磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)沿垂直于磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)速度v的大小與它在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r有關(guān),試導(dǎo)出vr的關(guān)系式.

(2)若氦核在平行于截面從A點(diǎn)沿各個(gè)方向射入磁場(chǎng)都不能穿出磁場(chǎng)的外邊界,求氦核的最大速度.


解:設(shè)氦核質(zhì)量為m,電量為q,以速度v在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng),   Bqv=m  (3分)所以v=     (2分)

(2)當(dāng)氦核以vm的速度沿與內(nèi)圓相切方向射入磁場(chǎng)且軌道與外圓相切時(shí),則以vm速度沿

各方向射入磁場(chǎng)均不能穿過磁場(chǎng)  (1分)即r=0.3 m     (2分)

Bqv=r=        (2分)

所以vm=≤5.76×106 m/s   (2分)


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來源: 題型:


一條船在靜水中航行,通過1000米用400秒,若該船在流速為1.5米/秒的河中順?biāo)叫,則通過1000米所用的時(shí)間為_______秒。

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如圖24-15所示,三根長(zhǎng)度均為L(zhǎng)的輕繩分別連接于C、D兩點(diǎn),A、B兩端懸掛在水平天花板上,相距為2L,F(xiàn)在C點(diǎn)懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的重物,為使CD繩保持水平,在D點(diǎn)應(yīng)施加的最小作用力為 ( )

A.mg。

B.√3/3mg。

c.1/2mg。

D.1/4mg。

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光滑水平面上放有如圖所示的用絕緣材料料成的“┙”型滑板,(平面部分足夠長(zhǎng)),質(zhì)量為4m,距滑板的A壁為L(zhǎng)1距離的B處放有一質(zhì)量為m,電量為+q的大小不計(jì)的小物體,物體與板面的摩擦不計(jì),整個(gè)裝置處于場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,初始時(shí)刻,滑板與物體都靜止,試求:

(1)釋放小物體,第一次與滑板A壁碰前物體的速度v1多大?

(2)若物體與A壁碰后相對(duì)水平面的速度大小為碰前的3/5,則物體在第二次跟A壁碰撞之前瞬時(shí),滑板的速度v和物體的速度v2分別為多大?(均指對(duì)地速度)

(3)物體從開始運(yùn)動(dòng)到第二次碰撞前,電場(chǎng)力做功為多大?(碰撞時(shí)間可忽略)

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下面是一個(gè)物理演示實(shí)驗(yàn),它顯示:圖中自由下落的物體A和B經(jīng)反彈后,B能上升倒比初始位置高得多的地方。A是某種材料做成的實(shí)心球,質(zhì)量m1=0.28kg,在其頂部的凹坑中插著質(zhì)量m2=0.10kg的木棍B。B只是輕輕地插在凹坑中,其下端與坑底之間有小空隙。將此裝置從A下端離地板的高度H=1.25m處由靜止釋放。實(shí)驗(yàn)中,A觸地后在極短時(shí)間內(nèi)反彈,且其速度大小不變;接著木棍B脫離A開始上升,而球A恰好停留在地板上,求B上升的高度。(g=10m/s2

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一個(gè)質(zhì)量為M的雪橇靜止在水平雪地上,一條質(zhì)量為m的愛斯基摩狗站在該雪橇上,狗向雪橇的正后方跳下,隨后又追趕并向前跳上雪橇;其后狗又反復(fù)地跳下、追趕并跳上雪橇。狗與雪橇始終沿一條直線運(yùn)動(dòng)。若狗跳離雪橇?xí)r雪橇的速度為V,則此時(shí)狗相對(duì)于地面的速度為V+u(其中u為狗相對(duì)于雪橇的速度,V+u為代數(shù)和,若以雪橇運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎较,則V為正值,u為負(fù)值)。設(shè)狗總以速度追趕和跳上雪橇,雪橇與雪地間的摩擦忽略不計(jì)。已知的大小為5m/s,u的大小為4m/s,M=30kg,m=10kg。求:(1)狗第一次跳上雪橇后兩者的共同速度的大;

(2)雪橇最終速度的大小和狗最多能跳上雪橇的次數(shù);

(供使用但不一定用到的對(duì)數(shù)值:lg2=0.301,lg3-0.477)

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已知兩上實(shí)心圓柱體A、B的底面積之比為1∶3,高度之比為2∶3,構(gòu)成A、B兩個(gè)圓柱體物質(zhì)的密度分別為ρA和ρB。將B放在水平地面上,A疊放在B上面(如圖甲所示),B對(duì)地面的壓強(qiáng)為P1。若把B疊放在A上面(如圖乙所示),B對(duì)A的壓強(qiáng)為P2。若P1∶P2=1∶2,則ρA∶ρB為( 。
A. 3∶2 B. 9∶4 C. 2∶5 D. 1∶3

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如圖,質(zhì)量為800kg的小轎車,每個(gè)輪胎與地面的接觸面積為200cm2。 小轎車對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是多大?(g取10N/kg)
(2)該車在水平公路上勻速直線行駛18km,用了10min.如果小轎車的功率為60kW,求它的速度和牽引力各是多大?
(3)行駛的車輛對(duì)環(huán)境產(chǎn)生哪些污染?(至少寫一條)









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如圖11甲所示,用豎直懸掛的泡沫塑料球接觸發(fā)聲的音叉時(shí),泡沫塑料球被彈起,這個(gè)實(shí)驗(yàn)是為了驗(yàn)證                          ;如圖11乙所示,敲擊右邊的音叉,左邊完全相同的音叉把泡沫塑料球彈起,這個(gè)實(shí)驗(yàn)是為了驗(yàn)證                            。

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