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高中物理
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综合题
1.
(2022·辽宁模拟)
2021年末,由于煤炭价格上涨,火力发电受到影响,有的地区出现了拉闸限电,再一次提醒人们要节约能源和开发新能源。受控热核反应就是其中一种,热核反应需要极高温度,还得束缚带电粒子,基本原理如图所示,空间有两个同心圆a、b,圆a内存在由圆心O向外的辐射状电场,圆心O与圆a圆周上各点的电势差为
, 圆a与圆b围成的区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,圆a半径为
, 圆b半径为R
2
, 已知磁感应强度B=1.0T,粒子的荷质比为
, 不计带电粒子的重力。
(1) 若带电粒子由静止释放,被电场加速后沿环的半径方向以v
0
射入磁场,求v
0
的大小?
(2) 若带电粒子从圆心O由静止释放不能穿越磁场的外边界,则圆b半径R
2
的取值范围?(边界线上有磁场)
(3) 令带电粒子以v
0
沿圆环半径方向第一次射入磁场的入射点为P,当粒子射入磁场后撤去圆a中的电场,求带电粒子从P点进入磁场到回到P点所需要的时间t。
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