题目内容

【题目】一个速度为7.7×104 m/s的中子沿着与磁场垂直的方向射入匀强磁场,击中一个原来静止的锂核后产生一个氦核和另一个新核.测得氦核的速度是2.0×104m/s,方向与反应前中子的运动方向相同.

(1)写出核反应方程式;

(2)求出氦核和新核的轨道半径之比;

(3)当氦核转6周时,另一新核转几周?

【答案】(1) (2)  (3)4

【解析】

(1)根据电荷数守恒、质量数守恒写出核反应方程

(2)设中子质量为m0,速度为v0,氦核的质量为4m0,速度为v1,新核质量为3m0,速度v2

取中子的速度方向为正方向,由动量守恒定律,得:m0v0=4m0v1+3m0v2

解得:v2=0.1×104m/s,负号表示新核速度方向与中子的速度方向相反

由于氦核和新核在磁场中受洛仑兹力做匀速圆周运动,即:

解得:

即氦核轨道半径新核轨道半径

所以

(3)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,周期

解得:

所以对于氦核有:对于新核有:

设氦核转6圈时,6T1=nT2

联立解得:n=4.

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