釷核
23090
Th發(fā)生衰變生成鐳核
22688
Ra并放出一個粒子．設(shè)該粒子的質(zhì)量為m、電荷量為q，它剛進(jìn)入電勢差為U的帶狹縫的平行板電極S1和S2間電場時速度為v0，經(jīng)電場加速后，沿Ox方向進(jìn)入磁感應(yīng)強度為B、方向垂直于紙面向外的勻強磁場中，如圖所示，整個裝置處于真空中．
（1）寫出釷核衰變的方程；
（2）粒子從S2狹縫射出來時的速度v多大？
（3）粒子在磁場中做圓周運動的軌道半徑R多大？
（1）由質(zhì)量數(shù)與核電荷數(shù)守恒可知，
核反應(yīng)方程為：
23090
Th→
22688
Ra+
42
He；
（2）在加速電場中，由動能定理得：
qU=
1
2
mv2-
1
2
mv02，解得：v=
v20
+
2qU
m
；
（3）粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動，
由牛頓第二定律得：qvB=m
v2
R
，
解得：R=
m
qB
v20
+
2qU
m
；
答：（1）釷核衰變的方程為：
23090
Th→
22688
Ra+
42
He；（2）粒子從S2狹縫射出來時的速度為
v20
+
2qU
m
；（3）粒子在磁場中做圓周運動的軌道半徑為：
m
qB
v20
+
2qU
m
．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示的坐標(biāo)平面內(nèi)，在Y＜0的區(qū)域內(nèi)存在著垂直紙面向外的勻強磁場，在Y＞0的區(qū)域內(nèi)存在著與X軸正方向成45°角的勻強電場，電場強度E=2N/C．一比荷
q
m
=1.0×l08C/kg的帶負(fù)電的粒子從坐標(biāo)原點O沿與X負(fù)方向成45°角射入第三象限，速度大小v0=2.0×104m/s，先后在磁場和電場中運動一段時間后粒子能再次通過O點，試求：
（1）勻強磁場的磁感應(yīng)強度B
（2）粒子從O點發(fā)射到再次回到O點所用的時間．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，在正方形區(qū)域abcd內(nèi)充滿方向垂直紙面向里的、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場．在t=0時刻，一位于ad邊中點o的粒子源在abcd平面內(nèi)發(fā)射出大量的同種帶電粒子，所有粒子的初速度大小相同，方向與od邊的夾角分布在0～180°范圍內(nèi)．已知沿od方向發(fā)射的粒子在t=t0時刻剛好從磁場邊界cd上的p點離開磁場，粒子在磁場中做圓周運動的半徑恰好等于正方形邊長L，粒子重力不計，求：
（1）粒子的比荷q/m；
（2）假設(shè)粒子源發(fā)射的粒子在0～180°范圍內(nèi)均勻分布，此時刻仍在磁場中的粒子數(shù)與粒子源發(fā)射的總粒子數(shù)之比；
（3）從粒子發(fā)射到全部粒子離開磁場所用的時間．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖甲所示為湯姆生在1897年測量陰極射線（電子）的比荷時所用實驗裝置的示意圖．K為陰極，A1和A2為連接在一起的中心空透的陽極，電子從陰極發(fā)出后被電場加速，只有運動方向與A1和A2的狹縫方向相同的電子才能通過，電子被加速后沿00’方向垂直進(jìn)人方向互相垂直的電場、磁場的疊加區(qū)域．磁場方向垂直紙面向里，電場極板水平放置，電子在電場力和磁場力的共同作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)．已知圓形磁場的半徑為r，圓心為C．
某校物理實驗小組的同學(xué)們利用該裝置，進(jìn)行了以下探究測量：
第一步：調(diào)節(jié)兩種場的強弱．當(dāng)電場強度的大小為E，磁感應(yīng)強度的大小為B時，使得電子恰好能夠在復(fù)合場區(qū)域內(nèi)沿直線運動．
第二步：撤去電場，保持磁場和電子的速度不變，使電子只在磁場力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，打在熒屏上出現(xiàn)一個亮點P，通過推算得到電子的偏轉(zhuǎn)角為α（CP與OO′下之間的夾角）．
求：（1）電子在復(fù)合場中沿直線向右飛行的速度；
（2）電子的比荷
e
m
；
（3）有位同學(xué)提出了該裝置的改造方案，把球形熒屏改成平面熒屏，并畫出了如圖乙的示意圖．已知電場平行金屬板長度為L1，金屬板右則到熒屏垂直距離為L2．實驗方案的第一步不變，可求出電子在復(fù)合場中沿直線向右飛行的速度．第二步撤去磁場，保持電場和電子的速度不變，使電子只在電場力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，打在熒屏上出現(xiàn)一個亮點P，通過屏上刻度可直接讀出電子偏離屏中心點的距離
.
O/Q
=y．同樣可求出電子的比荷
e
m
．請你判斷這一方案是否可行？并說明相應(yīng)的理由．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子，經(jīng)電勢差為U的電場加速后，從O點垂直MN邊界進(jìn)入磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直紙面向外的勻強磁場中，速度方向與磁場方向垂直，最后在MN邊界上的P點．設(shè)帶電粒子初速度為零且不計重力，求：
（1）粒子帶何種電荷及粒子進(jìn)入磁場時的速率；
（2）OP間的距離．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，一個質(zhì)量為m，電荷量為+q的微粒（不計重力），以水平速度v0射入兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場．己知金屬板長L，兩板間距d，微粒射出偏轉(zhuǎn)電場時的偏轉(zhuǎn)角θ=30°，并同時射入勻強磁場．求：
（1）兩平行金屬板間的電壓U；
（2）若勻強磁場的寬度為D，為使微粒不會由磁場的右邊界射出，則該磁場的磁感應(yīng)強度B至少多大？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，帶電平行金屬板PQ和MN之間的距離為d，金屬板之間有垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，x軸與金屬板中心線重合，y軸垂直于金屬板，在區(qū)域Ⅰ和區(qū)域Ⅱ內(nèi)存在方向相同的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小分別為B1和B2，且B1＜B2，一電子沿著x軸正向以速度v0射入平行板之間，在平行板間恰好沿著x軸正方向做直線運動，并由區(qū)域Ⅰ進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ，然后經(jīng)過y軸離開區(qū)域Ⅰ，已知區(qū)域Ⅰ沿x軸方向?qū)挾葹?span dealflag="1" mathtag="math" >
3
mv0
2B1e
，區(qū)域Ⅱ的寬度足夠大，電子電荷量為e，質(zhì)量為m，不計電子重力，求：
（1）兩金屬板之間電勢差U；
（2）電子在區(qū)域Ⅰ和區(qū)域Ⅱ中運動的半徑R1和R2；
（3）電子兩次經(jīng)過y軸的時間間隔t．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖甲所示，x方向足夠長的兩個條形區(qū)域，其y方向的寬度分別為l1=0.1m和l2=0.2m，兩區(qū)域分別分布著磁感應(yīng)強度為B1和B2的磁場，磁場方與xy平面垂直向里，磁感應(yīng)強度B2=0.1T，B1隨時間變化的圖象如圖乙所示．現(xiàn)有大量粒子從坐標(biāo)原點O以恒定速度v=2×106m/s不斷沿y軸正方向射入磁場，已知帶電粒子的電量q=-2×10-8C，質(zhì)量m=4×10-16kg，不考慮磁場變化產(chǎn)生的電場及帶電粒子的重力．求：
（1）在圖乙中0～1s內(nèi)，哪段時間從O發(fā)射的粒子能進(jìn)入磁感應(yīng)強度B2的磁場？
（2）帶電粒子打在磁場上邊界MN上的x坐標(biāo)范圍是多少？
（3）在MN以下整個磁場區(qū)域內(nèi)，單個帶電粒子運動的最長時間和最短時間分別是多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

如圖所示，在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有勻強磁場，在邊長為2R的正方形區(qū)域里也有勻強磁場．兩個磁場的磁感應(yīng)強度大小相同，兩個相同的帶電粒子以相同的速率分別從M、N兩點射入勻強磁場．在M點射入的帶電粒子，其速度方向指向圓心；在N點射入的帶電粒子，速度方向與邊界垂直，且N點為正方形邊長的中點，則下列說法正確的是（　�。�
A．帶電粒子在磁場中飛行的時間可能相同
B．從M點射入的帶電粒子可能先飛出磁場
C．從N點射入的帶電粒子可能先飛出磁場
D．從N點射入的帶電粒子不可能比M點射入的帶電粒子先飛出磁場

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