如图所示.一个粒子质量为m.带电量为+q.以初速度与水平面成45°角射向空间匀强电场区域.粒子恰做直线运动.则这匀强电场的电场强度最小值为 ,方向是．题目和参考答案——青夏教育精英家教网——

题目内容

如图所示，一个粒子质量为m、带电量为＋q，以初速度与水平面成45°角射向空间匀强电场区域，粒子恰做直线运动，则这匀强电场的电场强度最小值为________；方向是________．

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据有关资料介绍，受控核聚变装置中有极高的温度，因而带电粒子将没有通常意义上的“容器”可装，而是由磁场约束带电粒子运动使之束缚在某个区域内．现按下面的简化条件来讨论这个问题：如图所示是一个截面为内径R₁=0.6m、外径R₂=1.2m的环状区域，区域内有垂直于截面向里的匀强磁场．已知氦核的荷质比

=4.8×10⁷C/kg，磁场的磁感应强度B=0.4T，不计带电粒子重力．
（1）实践证明，氦核在磁场区域内沿垂直于磁场方向运动，速度v的大小与它在磁场中运动的轨道半径r有关，试导出v与r的关系式．
（2）若氦核沿磁场区域的半径方向，平行于截面从A点射入磁场，画出氦核在磁场中运动而不穿出外边界的最大圆轨道示意图．
（3）若氦核平行于截面从A点沿各个方向射入磁场都不能穿出磁场外边界，求氦核的最大速度．

如图所示，一个初速为零的带正电的粒子经过M、N两平行板间电场加速后，从N板上的孔射出，当带电粒子到达P点时，长方形abcd区域内出现大小不变、方向垂直于纸面且方向交替变化的匀强磁场．磁感强度B=0.4T．每经t=

×10-3s，磁场方向变化一次．粒子到达P点时出现的磁场方向指向纸外，在Q处有一个静止的中性粒子，P、Q间距离s=3m．PQ直线垂直平分ab、cd．已知D=1.6M，带电粒子的荷质比为1.0×10⁴C/kg，重力忽略不计．求
（1）加速电压为200V时带电粒子能否与中性粒子碰撞？
（2）画出它的轨迹．
（3）能使带电粒子与中性粒子碰撞，加速电压的最大值是多少？

如图所示，一个初速度为零的带正电的粒子经过MN两平行板间电场加速后，从N板上的孔射出，当带电粒子到达P点时，长方形abcd的区域内开始加一大小不变、方向垂直于纸面且方向交替变化的匀强磁场，磁感应强度B=0.4T．每经过t=

×10-3s，磁场方向变化一次，且当粒子到达P点时磁场的方向指向纸外．在Q处有一静止的中性粒子，PQ间距离s=3.0m，PQ直线垂直平分ab、cd．已知长方形abcd区域的宽度D=1.6m，带电粒子的荷质比

=1.0×10⁴C/kg，不计重力．
（1）试通过计算说明，当加速电压为U=200V时，带电粒子能否与中性粒子碰撞？
（2）要使该带电粒子能与位于Q处的中性粒子的碰撞，试求加速电压的最大值U_max．

如图所示，一个初速为零的带正电荷的粒子经AB电场加速后，从B板上的小孔射出，进入长方形容器abcd，当粒子到达P点时，容器区域内立即出现大小不变，方向交替变化，但始终与纸面垂直的匀强磁场，磁感强度B=4T，粒子到达P点时，磁场方向指向纸外，且每经t=

）磁场方向反向一次，在D处有一静止的中性粒子，PD=3m，并且PD垂直平分ab和cd，ab=cd=1.6m，带电粒子的荷质比为50C/kg，粒子所受的重力不计．
求：（1）AB间加速电压U=100V，带电粒子能否与中性粒子相碰撞？
（2）欲使带电粒子能与中性粒子碰撞，AB间的加速电压的最大值等于多少？

根据科普资料介绍，受控核聚变装置中有极高的温度，因而带电粒子将没有通常意义上的”容器”可装，而是借助磁场能约束带电粒子运动这一理论，从而使高速运动的带电粒子束缚在某一磁场区域内，那么，该磁场就成了某种意义上的容器了。

(1)实践表明，如果氦核在磁场区域内沿垂直于磁场方向运动，速度大小V与它在磁场中运动的轨道半径R有关，根据我们已学过的知识，试推导出V与R的关系式。(已知氦核的荷质比为q/m，磁场的磁感强度为B，氦核重力不计)

(2)对于上面的”容器”，我们现按下面的简化条件来讨论：如图所示是一个截面为内径R₁，外径R₂的环状区域，区域内有垂直于截面的匀强磁场，已知氦核的荷质比为q/m，磁场的磁感强度为B，若氦核平行于截面从A点以相同速率沿各个方向射入磁场都不能穿出磁场外边界，求氦核的最大速度。