可控?zé)岷司圩兎磻?yīng)堆產(chǎn)生能量的方式和太陽(yáng)類(lèi)似，因此，它被俗稱(chēng)為“人造太陽(yáng)”．熱核反應(yīng)的發(fā)生需要幾百萬(wàn)度以上的高溫，因而反應(yīng)中的大量帶電粒子沒(méi)有通常意義上的容器可裝．人類(lèi)正在積極探索各種約束裝置，磁約束托卡馬克裝置就是其中一種．如圖K38－12所示為該裝置的簡(jiǎn)化模型．有一個(gè)圓環(huán)形區(qū)域，區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，已知其截面內(nèi)半徑為R₁＝1.0 m，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝1.0 T，被約束粒子的比荷為＝4.0×10⁷ C/kg，該帶電粒子從中空區(qū)域與磁場(chǎng)交界面上的P點(diǎn)以速度v₀＝4.0×10⁷ m/s沿環(huán)的半徑方向射入磁場(chǎng)(不計(jì)帶電粒子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的相互作用，不計(jì)帶電粒子的重力)．

(1)為約束粒子不穿越磁場(chǎng)外邊界，求磁場(chǎng)區(qū)域的最小外半徑R₂.

(2)若改變?cè)摿Ｗ拥娜肷渌俾?i>v，使v＝v₀，求該粒子從P點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)開(kāi)始到第一次回到P點(diǎn)所需要的時(shí)間t.

圖K38－12

在光滑的水平地面上方，有個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖PQ為磁場(chǎng)的邊界．一個(gè)半徑為a，質(zhì)量為m，電阻為R的金屬圓環(huán)垂直磁場(chǎng)方向，以速度v從如圖位置運(yùn)動(dòng)，當(dāng)圓環(huán)運(yùn)動(dòng)到直徑剛好與邊界線(xiàn)PQ重合時(shí)，圓環(huán)的速度為，則下列說(shuō)法正確的是（ ）

A．此時(shí)圓環(huán)中的電功率為?
B．此時(shí)圓環(huán)的加速度為
C．此過(guò)程中通過(guò)圓環(huán)截面的電量為
D．此過(guò)程中回路產(chǎn)生的電能為0.75mv²

在光滑的水平地面上方，有個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖PQ為磁場(chǎng)的邊界．一個(gè)半徑為a，質(zhì)量為m，電阻為R的金屬圓環(huán)垂直磁場(chǎng)方向，以速度v從如圖位置運(yùn)動(dòng)，當(dāng)圓環(huán)運(yùn)動(dòng)到直徑剛好與邊界線(xiàn)PQ重合時(shí)，圓環(huán)的速度為，則下列說(shuō)法正確的是（ ）

A．此時(shí)圓環(huán)中的電功率為?
B．此時(shí)圓環(huán)的加速度為
C．此過(guò)程中通過(guò)圓環(huán)截面的電量為
D．此過(guò)程中回路產(chǎn)生的電能為0.75mv²

在光滑的水平地面上方，有個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖PQ為磁場(chǎng)的邊界．一個(gè)半徑為a，質(zhì)量為m，電阻為R的金屬圓環(huán)垂直磁場(chǎng)方向，以速度v從如圖位置運(yùn)動(dòng)，當(dāng)圓環(huán)運(yùn)動(dòng)到直徑剛好與邊界線(xiàn)PQ重合時(shí)，圓環(huán)的速度為，則下列說(shuō)法正確的是（ ）

A．此時(shí)圓環(huán)中的電功率為?
B．此時(shí)圓環(huán)的加速度為
C．此過(guò)程中通過(guò)圓環(huán)截面的電量為
D．此過(guò)程中回路產(chǎn)生的電能為0.75mv²

在光滑的水平地面上方，有兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向向反的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖PQ為兩個(gè)磁場(chǎng)的邊界，磁場(chǎng)范圍足夠大。一個(gè)半徑為a，質(zhì)量為m，電阻為R的金屬圓環(huán)垂直磁場(chǎng)方向，以速度v從如圖位置運(yùn)動(dòng)，當(dāng)圓環(huán)運(yùn)動(dòng)到直徑剛好與邊界線(xiàn)PQ重合時(shí)，圓環(huán)的速度為v/2，則下列說(shuō)法正確的是

A．此時(shí)圓環(huán)中的電功率為                             

B．此時(shí)圓環(huán)的加速度為

C．此過(guò)程中通過(guò)圓環(huán)截面的電量為

D．此過(guò)程中回路產(chǎn)生的電能為