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可控熱核聚變反應堆產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．有一個圓環形區域，區域內有垂直紙面向里的勻強磁場，已知其截面內半徑為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域與磁場交界面上的P點以速度v₀＝4.0×10⁷ m/s沿環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，圖中虛線為磁場區域的右邊界.現有一質量為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域而不再返回電場中，磁場的寬度d應滿足的條件.

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，圖中虛線為磁場區域的右邊界.現有一質量為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域而不再返回電場中，磁場的寬度d應滿足的條件.