2021年末，由于煤炭?jī)r(jià)格上漲，火力發(fā)電受到影響，有的地區(qū)出現(xiàn)了拉閘限電，再一次提醒人們要節(jié)約能源和開(kāi)發(fā)新能源。受控?zé)岷朔磻?yīng)就是其中一種，熱核反應(yīng)需要極高溫度，還得束縛帶電粒子，基本原理如圖所示，空間有兩個(gè)同心圓a、b,圓a內(nèi)存在由圓心O向外的輻射狀電場(chǎng)，圓心O與圓a圓周上各點(diǎn)的電勢(shì)差為U=29×107V，圓a與圓b圍成的區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，圓a半徑為R1=33m,圓b半徑為R2，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T，粒子的荷質(zhì)比為qm=4.0×107C/kg,不計(jì)帶電粒子的重力。
（1）若帶電粒子由靜止釋放，被電場(chǎng)加速后沿環(huán)的半徑方向以v0射入磁場(chǎng)，求：v0的大??？
（2）若帶電粒子從圓心O由靜止釋放不能穿越磁場(chǎng)的外邊界，則圓b半徑R2的取值范圍？（邊界線(xiàn)上有磁場(chǎng)）
（3）令帶電粒子以v0沿圓環(huán)半徑方向第一次射入磁場(chǎng)的入射點(diǎn)為P，當(dāng)粒子射入磁場(chǎng)后撤去圓a中的電場(chǎng)，求帶電粒子從P點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)到回到P點(diǎn)所需要的時(shí)間t。
2
9
×
1
0
7
3
3
q
m
=
4
.
0
×
1
0
7
【考點(diǎn)】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)；牛頓第二定律與向心力結(jié)合解決問(wèn)題；從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度解決電場(chǎng)中的問(wèn)題．
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：126引用：1難度：0.5
相似題
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1．如圖1所示，在xOy坐標(biāo)系中，兩平行極板P、Q垂直于y軸且關(guān)于x軸對(duì)稱(chēng)，極板長(zhǎng)度和板間距均為l,緊靠極板的右邊緣的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域由ΔAB0和矩形0BCD構(gòu)成，其中∠OAB=60°，OD=OA．磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面向里，D、A位于y軸上。位于極板左側(cè)的粒子源沿x軸向右接連發(fā)射質(zhì)量為m,電荷量為+q、速度相同的帶電粒子，現(xiàn)在0～3t0時(shí)間內(nèi)兩板間加上如圖2所示的電壓，已知t=0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的粒子，在t0時(shí)刻射入磁場(chǎng)時(shí)，恰好不會(huì)從磁場(chǎng)邊界射出磁場(chǎng)區(qū)域且圓心在x軸上，上述l、m、q、t0為已知量，U0=
，不考慮P、Q兩板電壓的變化對(duì)磁場(chǎng)的影響，也不考慮粒子的重力及粒子間的相互影響，求：ml2qt02
（1）t=0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度；
（2）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小及磁場(chǎng)區(qū)域的面積；
（3）t=t0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。
發(fā)布：2024/12/30 0:0:1組卷：80引用：2難度：0.7 -
2．如圖，半徑為d的圓形區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)垂直圓所在的平面。一帶電量為q、質(zhì)量為m的帶電粒子從圓周上a點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)圓心O射入磁場(chǎng)，從b點(diǎn)折射出來(lái)，若α=60°，則帶電粒子射入磁場(chǎng)的速度大小為（ ?。?/h2>發(fā)布：2025/1/6 0:30:5組卷：272引用：2難度：0.6 -
3．如圖所示，三角形ABC內(nèi)有垂直于三角形平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，AB邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，∠CAB=30°，∠B=90°，D是AB邊的中點(diǎn)?，F(xiàn)在DB段上向磁場(chǎng)內(nèi)射入速度大小相同、方向平行于BC的同種粒子（不考慮粒子間的相互作用和粒子重力），若從D點(diǎn)射入的粒子恰好能垂直AC邊射出磁場(chǎng)，則AC邊上有粒子射出的區(qū)域長(zhǎng)度為（ ）發(fā)布：2025/1/3 0:30:3組卷：301引用：1難度：0.5
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