單項(xiàng)選擇題

如圖所示，長(zhǎng)方形abcd長(zhǎng)ad=0.6m，寬ab=0.3m，O、e分別是ad、bc的中點(diǎn)，以ad為直徑的半圓內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（邊界上無磁場(chǎng)），磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.25T.一群不計(jì)重力、質(zhì)量m=3×10^-7kg、電荷量q=+2×10^-3C的帶電粒子以速度v=5×10²m/s沿垂直于ad方向且垂直于磁場(chǎng)射入磁場(chǎng)區(qū)域（）

A.從Od邊射入的粒子，出射點(diǎn)全部分布在Oa邊
B.從aO邊射入的粒子，出射點(diǎn)全部分布在ab邊
C.從Od邊射入的粒子，出射點(diǎn)分布在Oa邊和ab邊
D.從aO邊射入的粒子，出射點(diǎn)分布在ab邊和be邊

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【計(jì)算題】
如圖中虛線MN是一垂直紙面的平面與紙面的交線，在平面右側(cè)的半空間存在一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng).O是MN上的一點(diǎn)，從O點(diǎn)可以向磁場(chǎng)區(qū)域發(fā)射電荷量為+q、質(zhì)量為m、速率為v的粒子，粒子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度可在紙面內(nèi)各個(gè)方向，已知先后射入的兩個(gè)粒子恰好在磁場(chǎng)中給定的P點(diǎn)相遇，P到O點(diǎn)的距離為L(zhǎng)，不計(jì)重力和粒子間的相互作用.
（1）求所考察的粒子在磁場(chǎng)中的軌道半徑.
（2）求這兩個(gè)粒子從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)的時(shí)間間隔.

答案：

【計(jì)算題】
核聚變反應(yīng)需要幾百萬(wàn)度以上的高溫,為把高溫條件下高速運(yùn)動(dòng)的離子約束在小范圍內(nèi)（否則不可能發(fā)生核反應(yīng)）,通常采用磁約束的方法（托卡馬克裝置）.如圖所示,環(huán)狀勻強(qiáng)磁場(chǎng)圍成的中空區(qū)域中的帶電粒子只要速度不是很大,都不會(huì)穿出磁場(chǎng)的外邊緣而被約束在該區(qū)域內(nèi).設(shè)環(huán)狀磁場(chǎng)的內(nèi)半徑R1=0.5 m,外半徑R2=1.0 m,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0 T,若被束縛的帶電粒子的荷質(zhì)比q/m=4×10⁷ C/kg,中空區(qū)域內(nèi)帶電粒子具有各個(gè)方向的速度.試計(jì)算:
（1）粒子沿環(huán)狀的半徑方向射入磁場(chǎng),不能穿越磁場(chǎng)的最大速度.
（2）所有粒子不能穿越磁場(chǎng)的最大速度.

答案：

（1）1.5×10⁷ m/s
（2）1.0×10⁷ m/s