题目内容
我国科学家在对放射性元素的研究中，进行了如下实验：如图所示，以MN为界，左、右两边分别是磁感应强度为2B和B的匀强磁场，且磁场区域足够大。在距离界线为l处平行于MN固定一个长为s的光滑瓷管PQ，开始时一个放射性元素的原子核处在管口P处，某时刻该原子核平行于界线的方向放出一质量为m、带电荷量为-e的电子，发现电子在分界线处速度方向与界线成60°角进入右边磁场，反冲核在管内匀速直线运动，当到达管另一端Q点时，刚好又俘获了这个电子而静止。求：
（1）电子在两磁场中运动的轨道半径大小（仅用l表示）和电子的速度大小；
（2）反冲核的质量。
解：由题意知有两种可能轨迹，分别如图甲、乙所示。
对于图甲所示情况：
（1）R1=l+R1sin30°
所以R1=2l
由R1=
，R2=
得R2=2R1=4l
v=
（2）运行时间：
t=2×
=2×
×
反冲核的速度V=
=
由动量守恒mv－MV=0
得反冲核的质量M=
=
〔或将s=2（R2sin60°－R1sin60°）=
代入得M=
〕
对于图乙所示情况：
由图乙可得l=R1+R1sin30°
R1=
由R1=
，R2=
得R2=2R1=
v=
运行时间：t=2×
+
=2×
×
+
×
=
反冲核的速度V=
=
由动量守恒mv－MV=0
得反冲核的质量M=
=
（或将s=2R1cos30°=
代入得M=
）
练习册系列答案
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我国科学家在对放射性元素的研究中，进行了如下实验：如图所示，以MN为界，左、右两边分别是磁感应强度为2B和B的匀强磁场，且磁场区域足够大．在距离界线为l处平行于MN固定一个光滑的瓷管PQ，开始时一个放射性元素的原子核处在管口P处，某时刻该原子核沿平行于界线的方向放出一个质量为m、带电量为-e的电子，发现电子在分界线处以方向与界线成60°角的速度进入右边磁场（如图所示），反冲核在管内匀速直线运动，当到达管另一端Q点时，刚好又俘获了这个电子而静止．求：
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