可控熱核聚變反應堆產(chǎn)生能量的方式和太陽類似，因此，它被俗稱為“人造太陽”．熱核反應的發(fā)生需要幾百萬度以上的高溫，因而反應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

在光滑的水平地面上方，有個磁感應強度大小B、方向垂直紙面向里的勻強磁場，如圖PQ為磁場的邊界．一個半徑為a，質(zhì)量為m，電阻為R的金屬圓環(huán)垂直磁場方向，以速度v從如圖位置運動，當圓環(huán)運動到直徑剛好與邊界線PQ重合時，圓環(huán)的速度為，則下列說法正確的是（ ）

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

在光滑的水平地面上方，有個磁感應強度大小B、方向垂直紙面向里的勻強磁場，如圖PQ為磁場的邊界．一個半徑為a，質(zhì)量為m，電阻為R的金屬圓環(huán)垂直磁場方向，以速度v從如圖位置運動，當圓環(huán)運動到直徑剛好與邊界線PQ重合時，圓環(huán)的速度為，則下列說法正確的是（ ）

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

在光滑的水平地面上方，有個磁感應強度大小B、方向垂直紙面向里的勻強磁場，如圖PQ為磁場的邊界．一個半徑為a，質(zhì)量為m，電阻為R的金屬圓環(huán)垂直磁場方向，以速度v從如圖位置運動，當圓環(huán)運動到直徑剛好與邊界線PQ重合時，圓環(huán)的速度為，則下列說法正確的是（ ）

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

在光滑的水平地面上方，有兩個磁感應強度大小均為B，方向向反的水平勻強磁場，如圖PQ為兩個磁場的邊界，磁場范圍足夠大。一個半徑為a，質(zhì)量為m，電阻為R的金屬圓環(huán)垂直磁場方向，以速度v從如圖位置運動，當圓環(huán)運動到直徑剛好與邊界線PQ重合時，圓環(huán)的速度為v/2，則下列說法正確的是

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

B．此時圓環(huán)的加速度為

C．此過程中通過圓環(huán)截面的電量為

D．此過程中回路產(chǎn)生的電能為