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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(1)试判断带电粒子束的电性;
(2)若带电粒子的动能均为
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(3)若带电粒子主要由动能为
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更新时间:2021-06-28 11:06:42
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【知识点】 带电粒子在直边界磁场中运动
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较难
(0.4)
名校
【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.
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(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.
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解答题
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较难
(0.4)
【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:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/23/ba90ec8e-9534-4b4c-868e-ec2624aa7631.png?resizew=340)
(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.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/23/ba90ec8e-9534-4b4c-868e-ec2624aa7631.png?resizew=340)
(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.
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