题目内容

【题目】如图所示,在x>0y>0的空间中有恒定的匀强磁场,磁感应强度的大小为B,方向垂直于xOy平面向里。现有一质量为m、电量为q的带正电粒子,从x轴上的某点P沿着与x轴成角的方向射人磁场。不计重力影响,则可以确定的物理量是(  )

A.粒子在磁场中运动的时间B.粒子运动的半径

C.粒子从射入到射出的速度偏转角D.粒子做圆周运动的周期

【答案】D

【解析】

AC.粒子在磁场中做圆周运动,由于P点位置不确定,粒子从x轴上离开磁场或粒子运动轨迹与y轴相切时,粒子在磁场中转过的圆心角最大,为

粒子在磁场中的最长运动时间

粒子最小的圆心角为P点与坐标原点重合,最小圆心角

粒子在磁场中的最短运动时间

粒子在磁场中运动所经历的时间为

说明无法确定粒子在磁场中运动的时间和粒子的偏转角,故AC错误;

B.粒子在磁场中做圆周运动,由于P点位置不确定,粒子的偏转角不确定,则无法确定粒子的运动半径,故B错误;

D.粒子在磁场中做圆周运动,由洛伦兹力提供向心力,则

则得

说明可确定粒子做圆周运动的周期,故D正确。

故选D

练习册系列答案
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【题目】托卡马克(Tokamak)是一.种复杂的环形装置,结构如图甲所示。环心处有一欧姆线圈,四周是一个环形真空室,真空室外排列着环向场线圈和极向场线圈,其中欧姆线圈的作用一是给等离子体加热以达到核聚变所需的临界温度;二是产生感应电场用以等离子体加速。同时,极向场线圈通电后提供的极向磁场与环向场线圈通电后提供的环向磁场将高温等离子体约束在真空室内,促使核聚变的进行。如图乙所示为环形真空室简化图,其内径为R1=2 m、外径为R2=5 mSS'为其截面关于中心对称。假设约束的核聚变材料只有氘核()和氚核(),且不考虑核子间的相互作用,中子和质子的质量差异以及速度对核子质量的影响,核子一旦接触环形真空室壁即被吸收导走。(已知质子的电荷量为 C;质子和中子质量均为 kg)。试回答:

(1)氘核()和氚核()结合成氢核()时,要放出某种粒子,同时释放出能量,写出上述核反应方程;

(2)欧姆线圈中,通以恒定电流时,等离子体能否发生核聚变(“不能”),并简要说明判断理由;

(3)若关闭欧姆线圈和环向场线圈的电流,当极向磁场为多大时,从垂直于S截面速度同为的氘核()能够全部通过S'截面;

(4)若关闭欧姆线圈和环向场线圈的电流,当极向磁场在某一范围内变化时,垂直于S截面速度同为的氘核()和氚核()能够在S'截面要有重叠,求磁感应强度B的取值范围。

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