可控?zé)岷司圩兎磻?yīng)堆產(chǎn)生能量的方式和太陽類似，因此，它被俗稱為“人造太陽”．熱核反應(yīng)的發(fā)生需要幾百萬度以上的高溫，因而反應(yīng)中的大量帶電粒子沒有通常意義上的容器可裝．人類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所示為該裝置的簡化模型．有一個圓環(huán)形區(qū)域，區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，已知其截面內(nèi)半徑為R₁＝1.0 m，磁感應(yīng)強度為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)域與磁場交界面上的P點以速度v₀＝4.0×10⁷ m/s沿環(huán)的半徑方向射入磁場(不計帶電粒子在運動過程中的相互作用，不計帶電粒子的重力)．

(1)為約束粒子不穿越磁場外邊界，求磁場區(qū)域的最小外半徑R₂.

(2)若改變該粒子的入射速率v，使v＝v₀，求該粒子從P點進入磁場開始到第一次回到P點所需要的時間t.

圖K38－12

如圖所示，坐標空間中有場強為E的勻強電場和磁感應(yīng)強度 為B的勻強磁場，y軸為兩種場的分界面，圖中虛線為磁場區(qū)域的右邊界.現(xiàn)有一質(zhì)量為m，電荷量為-q的帶電粒子從電場中坐標位置(-L，0)處，以初速度v₀沿x軸正方向開始運動，且已知.試求:要使帶電粒子能穿越磁場區(qū)域而不再返回電場中，磁場的寬度d應(yīng)滿足的條件.

如圖所示，坐標空間中有場強為E的勻強電場和磁感應(yīng)強度 為B的勻強磁場，y軸為兩種場的分界面，圖中虛線為磁場區(qū)域的右邊界.現(xiàn)有一質(zhì)量為m，電荷量為-q的帶電粒子從電場中坐標位置(-L，0)處，以初速度v₀沿x軸正方向開始運動，且已知.試求:要使帶電粒子能穿越磁場區(qū)域而不再返回電場中，磁場的寬度d應(yīng)滿足的條件.