钍230Th核发生衰变生成镭核226Ra并放出一个粒子,设该粒子的质量为m、电荷量为q,它以速度v0进入电势差为U的带窄缝的平行平板电极S1和S2间电场,经电场
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钍230Th核发生衰变生成镭核226Ra并放出一个粒子,设该粒子的质量为m、电荷量为q,它以速度v0进入电势差为U的带窄缝的平行平板电极S1和S2间电场,经电场
题型:天津
难度:
来源:
钍
230
Th核发生衰变生成镭核
226
Ra并放出一个粒子,设该粒子的质量为m、电荷量为q,它以速度v
0
进入电势差为U的带窄缝的平行平板电极S
1
和S
2
间电场,经电场加速后,沿OX方向进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的有界匀强磁场,OX垂直平板电极S
2
,当粒子从点P离开磁场时,其速度方向与OX方向的夹角θ=60°,如图所示,整个装置处于真空中,
(1)写出钍核衰变方程;
(2)求粒子在磁场中沿圆弧运动的轨道半径R;
(3)求粒子在磁场中运动所用的时间t.
答案
(1)钍核衰变方程:
90
230
Th→
2
4
He+
88
226
Ra
(2)设粒子离开电场时速度为υ,对加速过程有
qU=
1
2
m
υ
2
-
1
2
m
υ
20
①
粒子在磁场中有
qυB=m
υ
2
R
②
由①②得
R=
m
qB
2qU
m
+
υ
20
(3)粒子做圆周运动的回旋周期
T=
2πR
υ
=
2πm
qB
粒子在磁场中运动时间
t=
1
6
T
④
由③④得
t=
πm
3qB
举一反三
如图(a)所示,平行金属板A和B间的距离为d,现在A、B板上加上如图(b)所示的方波形电压,t=0时A板比B板的电势高,电压的正向值为U
0
,反向值也为U
0
,现有由质量为m的带正电且电荷量为q的粒子组成的粒子束,从AB的中点O以平行于金属板方向OO′的速度v
0
=
3
q
u
0
T
3dm
射入,所有粒子在AB间的飞行时间均为T,不计重力影响.求:粒子打出电场时位置离O′点的距离范围及对应的速度.
题型:不详
难度:
|
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如图所示为一电子射线演示仪的简图,Ⅰ区为加速电场,电压大小为U,Ⅲ区为匀强的减速电场,电压大小为2U,Ⅱ区为接地的中空金属壳体,a.b两点分别在Ⅱ.Ⅲ区域的中点,若a点场强为E
a
,b点的电势为φ
b
,由灯丝 k加热发射出的电子(初速忽略不计)电荷量为-e,经加速后运动到a点的动能为E
ka
,到b点的动能为E
kb
.则( )
A.E
a
=0,φ
b
=-U
B.E
a
=0,φ
b
=U
C.E
ka
=eU,E
kb
=0
D.E
ka
=eU,E
kb
=2eU
题型:不详
难度:
|
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如图所示,一束带正电的粒子以平行于x轴方向的速度v
0
从y轴上的a点射入第一象限内,为了使这束粒子能经过x轴上的b点,可在第一象限的某区域内加一个方向沿y轴负方向的匀强电场.己知所加电场的场强为E,沿x方向的宽度为s,oa=L,ob=2s,粒子质量为m,带电量为q,重力不计.试讨论电场的右边界与b的可能距离.
题型:不详
难度:
|
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一带电量q=6.4×10
-19
C、质量m=1.6×10
-25
㎏的初速度为零的粒子,经电压U=200V的加速电场加速后,沿垂直于电场线方向进入E=1.0×10
3
V/m均匀偏转电场.已知粒子在穿越偏转电场过程中沿场强方向的位移为5cm,不计粒子所受重力,求偏转电场的宽度和粒子穿越偏转电场过程中偏角的正切.
题型:不详
难度:
|
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一带电量q=6.4×10
-19
C、质量m=1.6×10
-25
㎏的粒子,以初速度V
0
=4×10
4
m/s沿垂直于电场线方向进入两带电平行极板间,极板之间的区域有E=1.0×10
3
V/m的匀强电场.已知粒子在穿越电场过程中沿场强方向的位移为5cm,不计粒子所受重力,求极板的长度L.
题型:不详
难度:
|
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