组卷网 > 高中物理综合库 > 电磁学 > 磁场 > 带电粒子在磁场中的运动 > 带电粒子在有边界磁场中运动 > 带电粒子在直边界磁场中运动
题型:解答题 难度:0.4 引用次数:590 题号:13296126
高约束等离子体放电是未来磁约束聚变堆首选的一种先进、高效的运行方式。我国的东方超环(EAST)就是利用该方式的超大型可控核聚变反应的实验装置。由于高能带电粒子对实验装置有很大的破坏作用,因此装置中需要利用“剩余带电粒子偏转系统”将所有带电粒子从混合粒子束中剥离,剥离出的带电粒子被吞噬板吸收,而让中性粒子束注入到等离子体中,将其加热到聚变反应所需的温度。如图所示,若水平向右运动的粒子束宽度为,带电粒子的电荷量相同,质量均为,磁场区域的宽度足够大,方向垂直纸面向外,吞噬板长度为
(1)试判断带电粒子束的电性;
(2)若带电粒子的动能均为,当磁感应强度大小为时,沿粒子束下边缘进入的带电粒子恰好打到吞噬板点上方处,求粒子的电荷量;
(3)若带电粒子主要由动能为的三种粒子组成,要使三种带电粒子均能被吞噬板吸收,求磁感应强度应满足的条件。

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【推荐1】如图所示,以直角三角形AOC为边界的有界匀强磁场区域,磁感应强度为B,∠A=60°,AO=L,在O点发射某种带负电的粒子(不计重力作用),粒子的比荷为。发射方向与OC边的夹角为θ=60°,粒子从A点射出磁场。
(1)求粒子的发射速度大小v0
(2)求粒子在磁场中的运动时间;若减小粒子的入射速度,粒子在磁场中运动的时间如何变化?
(3)若入射粒子为正电荷,试讨论,粒子能从OC边射出,入射速度的范围.
2020-11-27更新 | 1347次组卷
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【推荐2】如图所示,在xOy平面内,0< x <L的区域内有一沿y轴正方向的匀强电场.x>L的区域内有一方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场.某时刻,一带正电的粒子从坐标原点以沿x轴正方向的初速度v0进入电场;之后的某一时刻,另一带等量负电的粒子以同样的初速度从坐标原点进入电场.正、负粒子从电场进入磁场时速度方向与电场和磁场边界的夹角分别为60°和30°,两粒子在磁场中分别运动半周后在某点相遇.两粒子的重力以及两粒子之间的相互作用都可忽略不计.求:

(1)正粒子从O点运动到A所用的时间;
(2)正、负粒子的质量之比ml m2
(3)两粒子先后进入电场的时间差.
2019-11-11更新 | 799次组卷
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【推荐3】如图,在区域内存在与xy平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为B.在t=0时刻,一位于坐标原点的粒子源在xy平面内发射出大量同种带电粒子,所有粒子的初速度大小相同,方向与y轴正方向的夹角分布在0~180°范围内.已知沿y轴正方向发射的粒子在时刻刚好从磁场边界上点离开磁场.求:

       粒子在磁场中做圆周运动的半径R及粒子的比荷q/m;
       此时刻仍在磁场中的粒子的初速度方向与y轴正方向夹角的取值范围;
       从粒子发射到全部粒子离开磁场所用的时间.
2019-01-30更新 | 1323次组卷
共计 平均难度:一般