题目内容
【题目】托卡马克（Tokamak）是一种复杂的环形装置，结构如图所示。环心处有一欧姆线圈，四周是一个环形真空室，真空室外部排列着环向场线圈和极向场线圈。当欧姆线圈中通以变化的电流时，在托卡马克的内部会产生巨大的涡旋电场，将真空室中的等离子体加速，从而达到较高的温度。再通过其他方式的进一步加热，就可以达到核聚变的临界温度。同时，环形真空室中的高温等离子体形成等离子体电流，与极向场线圈、环向场线圈共同产生磁场，在真空室区域形成闭合磁笼，将高温等离子体约束在真空室中，有利于核聚变的进行。已知真空室内等离子体中带电粒子的平均动能与等离子体的温度T成正比，下列说法正确的是
A. 托卡马克装置中核聚变的原理和目前核电站中核反应的原理是相同的
B. 极向场线圈和环向场线圈的主要作用是加热等离子体
C. 欧姆线圈中通以恒定电流时，托卡马克装置中的等离子体将不能发生核聚变
D. 为了约束温度为T的等离子体，所需要的磁感应强度B必须正比于温度T
【答案】C
【解析】
A、目前核电站中核反应的原理是核裂变，原理不同，故A错误；
B、极向场线圈、环向场线圈主要作用是将高温等离子体约束在真空室中，有利于核聚变的进行，故B错误；
C、欧姆线圈中通以恒定的电流时，产生恒定的磁场，恒定的磁场无法激发电场，则在托卡马克的内部无法产生电场，等离子体无法被加速，因而不能发生核聚变，故C正确。
D、带电粒子的平均动能与等离子体的温度T成正比，则
，由洛伦兹力提供向心力，则
，则有
，故D错误。
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