Question

据有关资料介绍，受控核聚变装置中有极高的温度，因而带电粒子将没有通常意义上的“容器”可装，而是由磁场约束带电粒子运动，使之束缚在某个区域内。如图所示，环状磁场的内半径为，外半径为，被束缚的带电粒子的比荷为k，若中空区域内带电粒子均具有沿半径方向的速度，速度大小为v。中空区域中的带电粒子都不会穿出磁场的外边缘而被约束在半径为的区域内，则环状区域内匀强磁场的磁感应强度最小值为（      ）

A.     B.

C.     D.

Answer

B

【解析】由题意可知，粒子的比荷k已经确定，粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力， ，则，有

粒子运动的半径r已经确定，要使所有的粒子都不能穿出磁场，则：

与内圆相切的方向进入磁场的粒子在磁场运动的轨迹刚好与外圆相切，可知2r最大为，如图所示：

从而推知，

即

则，故C正确，ABD错误；

故选C。