题目内容

钍核
23090
Th发生衰变生成镭核
22688
Ra并放出一个粒子.设该粒子的质量为m、电荷量为q,它刚进入电势差为U的带狭缝的平行板电极S1和S2间电场时速度为v0,经电场加速后,沿Ox方向进入磁感应强度为B、方向垂直于纸面向外的匀强磁场中,如图所示,整个装置处于真空中.
(1)写出钍核衰变的方程;
(2)粒子从S2狭缝射出来时的速度v多大?
(3)粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径R多大?
(1)由质量数与核电荷数守恒可知,
核反应方程为:
23090
Th→
22688
Ra+
42
He;
(2)在加速电场中,由动能定理得:
qU=
1
2
mv2-
1
2
mv02,解得:v=
v20
+
2qU
m

(3)粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,
由牛顿第二定律得:qvB=m
v2
R

解得:R=
m
qB
v20
+
2qU
m

答:(1)钍核衰变的方程为:
23090
Th→
22688
Ra+
42
He;(2)粒子从S2狭缝射出来时的速度为
v20
+
2qU
m
;(3)粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为:
m
qB
v20
+
2qU
m
练习册系列答案
相关题目
如图甲所示为汤姆生在1897年测量阴极射线(电子)的比荷时所用实验装置的示意图.K为阴极,A1和A2为连接在一起的中心空透的阳极,电子从阴极发出后被电场加速,只有运动方向与A1和A2的狭缝方向相同的电子才能通过,电子被加速后沿00’方向垂直进人方向互相垂直的电场、磁场的叠加区域.磁场方向垂直纸面向里,电场极板水平放置,电子在电场力和磁场力的共同作用下发生偏转.已知圆形磁场的半径为r,圆心为C.
某校物理实验小组的同学们利用该装置,进行了以下探究测量:
第一步:调节两种场的强弱.当电场强度的大小为E,磁感应强度的大小为B时,使得电子恰好能够在复合场区域内沿直线运动.
第二步:撤去电场,保持磁场和电子的速度不变,使电子只在磁场力的作用下发生偏转,打在荧屏上出现一个亮点P,通过推算得到电子的偏转角为α(CP与OO′下之间的夹角).
求:(1)电子在复合场中沿直线向右飞行的速度;
(2)电子的比荷
e
m

(3)有位同学提出了该装置的改造方案,把球形荧屏改成平面荧屏,并画出了如图乙的示意图.已知电场平行金属板长度为L1,金属板右则到荧屏垂直距离为L2.实验方案的第一步不变,可求出电子在复合场中沿直线向右飞行的速度.第二步撤去磁场,保持电场和电子的速度不变,使电子只在电场力的作用下发生偏转,打在荧屏上出现一个亮点P,通过屏上刻度可直接读出电子偏离屏中心点的距离
.
O/Q
=y
.同样可求出电子的比荷
e
m
.请你判断这一方案是否可行?并说明相应的理由.

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