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精英家教网如图所示,某一足够大的真空中,虚线PH右侧是磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,左侧是一场强为E、方向水平向左的匀强电场.静止于虚线PH上的一点O处的镭核
 
226
88
R
a水平向右放出一个α粒子而衰变丰氡核
 
222
86
R
n,设α粒子与氡核分离后它们之间的作用可忽略不计,涉及动量问题时亏损的质量不计,重力不计.
(1)写出镭核衰变的核反应方程.
(2)若经过一段时间,α粒子刚好到达虚线PH上的A点,测得OA=L,求此时氡核的速率.(已知α粒子的比荷为b)
分析:(1)根据电荷数守恒、质量数守恒写出核反应方程.
(2)α粒子刚好到达虚线PH上的A点,可得出α粒子的轨道半径,结合半径公式和周期公式求出α粒子的动量以及运动的时间,根据动量守恒定律求出氡核的速度,结合牛顿第二定律求出氡核的加速度,从而根据速度时间公式求出氡核的速度.
解答:解:(1)镭衰变的核反应方程式为:
 
226
88
Ra
→
 
222
86
Rn
+
4
2
He

(2)α粒子进入匀强磁场后做匀速圆周运动
R=
mαvα
qαB
=
L
2

t=
1
2
Ta=
πmα
qαB
=
π
Bb

衰变时,根据动量守恒有:
mαvα=mRnvRn
所以有:vRn=
mαvα
mRn
=
qαBL
111mα
=
bBL
111

氡在电场中做匀加速运动且aRn=
qRnE
mRn
=
86Eb
111

所以有:vRn′=vRn+aRnt=
bBL
111
+
86Eπ
111B
.
答:(1)镭核衰变的核反应方程为
 
226
88
Ra
→
 
222
86
Rn
+
4
2
He

(2)此时氡核的速率为
bBL
111
+
86Eπ
111B
.
点评:本题考查了粒子在磁场中的半径公式和周期公式,以及动量守恒定律、牛顿第二定律,综合性较强,对学生的能力要求较高,需加强训练.
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