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=？
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（1）1.32×10-5s （2）0.1m（3）192V
解析:
（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）
练习册系列答案
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