Question

【题目】如图甲所示，静止在匀强磁场中的Li核俘获一个速度为v0＝7.7×104 m/s的中子而发生核反应，即，若已知的速度v2＝2.0×104 m/s，其方向与反应前中子速度方向相同，试求：

(1) 的速度大小和方向；

(2)在图乙中，已画出并标明两粒子的运动轨迹，请计算出轨道半径之比；

(3)当旋转三周时，粒子旋转几周？

Answer 1

【答案】(1) 1.0×103 m/s，方向与v0相反 (2)3∶40(3)2周

【解析】

(1)反应前后动量守恒：m0v0＝m1v1＋m2v2(v1为氚核速度，m0、m1、m2分别代表中子、氚核、氦核质量)

代入数值可解得：v1＝－1.0×103 m/s，方向与v0相反．

(2) 和在磁场中均受洛伦兹力，做匀速圆周运动的半径之比

r1∶r2＝∶＝3∶40.

(3)和做匀速圆周运动的周期之比

T1∶T2＝∶＝3∶2

所以它们的旋转周数之比：n1∶n2＝T2∶T1＝2∶3，

即旋转三周，旋转2周．