题目内容
如图所示,一质子由静止经电场加速后,垂直磁场方向射入感应强度B=10-2T的匀强磁场。在磁场中的a点与一静止的中子正碰后一起做匀速圆周运动,测得从a点运动到b点的最短时间t1=2.2×10-6s,再从b点继续运动到a点的最短时间t2=1.1-5s。已知a、b两点的距离x=0.2m,质子的电量e =1.6×10-19C。
求:(1)质子和中子碰撞到一起后,做圆周运动的周期T=?
(2)质子和中子碰撞到一起后,做圆周运动的轨道半径r=?
(3)若质子的质量和中子的质量均为m=1.67×10-27kg。电场的加速电压U=?
求:(1)质子和中子碰撞到一起后,做圆周运动的周期T=?
(2)质子和中子碰撞到一起后,做圆周运动的轨道半径r=?
(3)若质子的质量和中子的质量均为m=1.67×10-27kg。电场的加速电压U=?
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(1)1.32×10-5s (2)0.1m(3)192V
(1)由题意可知,质子和中子正碰到一起在磁场中做圆周
运动的周期为:T=t1+t2=1.32×10-5s…………(4分)
(2)如图分析,因
,解得:
…(4分)
由Δabo可得:轨道半径r=x=" 0.1m" ……………(2分)
(3)取质子,由动能定理有:
………………………………(2分)
取质子、中子系统,由动量守恒定律有:
………………………(2分)
由牛顿第二定律有:
………………………………………………(2分)
上式联立解得:加速电压
192V ………(2分)
运动的周期为:T=t1+t2=1.32×10-5s…………(4分)
(2)如图分析,因
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115242852466.gif)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115242868292.gif)
由Δabo可得:轨道半径r=x=" 0.1m" ……………(2分)
(3)取质子,由动能定理有:
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115242883534.gif)
取质子、中子系统,由动量守恒定律有:
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115242915463.gif)
由牛顿第二定律有:
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115242930547.gif)
上式联立解得:加速电压
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/201408241152429461107.gif)
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
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