Question

【題目】據有關資料介紹，受控核聚變裝置中有極高的溫度，因而帶電粒子將沒有通常意義上的“容器”可裝，而是由磁場約束帶電粒子運動，使之束縛在某個區域內。如圖所示，環狀磁場的內半徑為，外半徑為，被束縛的帶電粒子的比荷為k，中空區域內帶電粒子具有各個方向的速度，速度大小為v。中空區域中的帶電粒子都不會穿出磁場的外邊緣而被約束在半徑為的區域內，則環狀區域內磁場的磁感應強度大小可能是（）

A. B.

C. D.

Answer 1

【答案】BC

【解析】由題意可知，粒子的比荷k已經確定，由，得，粒子運動的半徑r已經確定，要使所有的粒子都不能穿出磁場，有兩種情況。第一種情況：與內圓相切的方向進入磁場的粒子在磁場運動的軌跡剛好與外圓相切，可知2r最大為，如圖所示：

由圖可知， ，即 ，解得： ，故AD不可能，C可能；第二種情況：其在環形磁場內的運動軌跡圓中最大者與磁場外邊界圓相切，如圖所示：

設軌跡圓的半徑為r，由幾何關系得： ，解得： ，即， ，故B可能，故選BC.