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如图K38-4所示,在x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.在xOy平面内,从原点O处沿与x轴正方向成θ角(0<θ<π)以速率v发射一个带正电的粒子(重力不计),则下列说法正确的是(  )

A.若θ一定,v越大,则粒子在磁场中运动的时间越短

B.若θ一定,v越大,则粒子在磁场中运动的角速度越大

C.若v一定,θ越大,则粒子在磁场中运动的时间越短

D.若v一定,θ越大,则粒子离开磁场的位置距O点越远

   

图K38-4

C [解析] 粒子运动周期T,当θ一定时,粒子在磁场中运动时间tTTω.由于tω均与v无关,故选项A、B错误,选项C正确.当v一定时,由r知,r一定;在θ从0变至的过程中,θ越大,粒子离开磁场的位置距O点越远;当θ大于时,θ越大,粒子离开磁场的位置距O点越近,选项D错误.

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科目:高中物理 来源: 题型:

可控热核聚变反应堆产生能量的方式和太阳类似,因此,它被俗称为“人造太阳”.热核反应的发生需要几百万度以上的高温,因而反应中的大量带电粒子没有通常意义上的容器可装.人类正在积极探索各种约束装置,磁约束托卡马克装置就是其中一种.如图K38-12所示为该装置的简化模型.有一个圆环形区域,区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,已知其截面内半径为R1=1.0 m,磁感应强度为B=1.0 T,被约束粒子的比荷为=4.0×107 C/kg,该带电粒子从中空区域与磁场交界面上的P点以速度v0=4.0×107 m/s沿环的半径方向射入磁场(不计带电粒子在运动过程中的相互作用,不计带电粒子的重力).

(1)为约束粒子不穿越磁场外边界,求磁场区域的最小外半径R2.

(2)若改变该粒子的入射速率v,使vv0,求该粒子从P点进入磁场开始到第一次回到P点所需要的时间t.

图K38-12

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