洛倫茲力章節(jié)練習(2019.04.23)

核聚變反應需要幾百萬度以上的高溫,為把高溫條件下高速運動的離子約束在小范圍內（否則不可能發(fā)生核反應）,通常采用磁約束的方法（托卡馬克裝置）.如圖所示,環(huán)狀勻強磁場圍成的中空區(qū)域中的帶電粒子只要速度不是很大,都不會穿出磁場的外邊緣而被約束在該區(qū)域內.設環(huán)狀磁場的內半徑R1=0.5 m,外半徑R2=1.0 m,磁場的磁感應強度B=1.0 T,若被束縛的帶電粒子的荷質比q/m=4×10⁷ C/kg,中空區(qū)域內帶電粒子具有各個方向的速度.試計算:
（1）粒子沿環(huán)狀的半徑方向射入磁場,不能穿越磁場的最大速度.
（2）所有粒子不能穿越磁場的最大速度.

如圖所示，在x軸上方是垂直紙面向里的磁感應強度為B的勻強磁場，在x軸下方是方向與y軸正方向相反的場強為E的勻強電場，已知沿x軸方向跟坐標原點相距為1處有一垂直于x軸的屏MN．現有一質量m、帶電量為負q的粒子從坐標原點沿y軸正方向射入磁場．
如果想使粒子垂直打在光屏MN上，那么：
（1）電荷從坐標原點射入時速度應為多大？
（2）電荷從射入磁場到垂直打在屏上要多少時間？

如圖直線MN上方有磁感應強度為B的勻強磁場。正、負電子同時從同一點O以與MN成30°角的同樣速度v射入磁場（電子質量為m，電荷為e），它們從磁場中射出時相距多遠？射出的時間差是多少？

如圖所示，在水平正交的勻強電場和勻強磁場區(qū)域內，有一個帶正電小球A，已知電場強度為E，磁感應強度為B，小球在場區(qū)中受到電場力的大小恰與它的重力大小相等，要使小球在磁場中勻速運動，小球的速度必須一定，請求出小球的速度大小和方向。

如圖所示，一束電子（電量為e）以速度v0垂直射入磁感應強度為B，寬為d的勻強磁場中，穿出磁場時速度方向與電子原來入射方向的夾角為30°，則電子的質量是多少？穿過磁場的時間是多少？