钍核90230Th发生衰变生成镭核88226Ra并放出一个粒子.设该粒子的质量为m、电荷量为q,它进入电势差为U的带窄缝的平行平板电极S1和S2间电场时,其速度为v0,经电场加速后,沿O

◎ 题目

钍核90230Th发生衰变生成镭核88226Ra并放出一个粒子.设该粒子的质量为m、电荷量为q,它进入电势差为U的带窄缝的平行平板电极S1和S2间电场时,其速度为v0,经电场加速后,沿Ox方向进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的有界匀强磁场,Ox垂直平板电极S2,当粒子从P点离开磁场时,其速度方向与Ox方向的夹角θ=60°,如图所示,整个装置处于真空中.
(1)求粒子在磁场中沿圆弧运动的轨道半径R;
(2)求粒子在磁场中运动所用时间t.
魔方格

◎ 答案

(1)设粒子离开电场时速度为v,对加速过程,有:
qU=
1
2
mv2-
1
2
m
v20
           ①
粒子在磁场中,洛伦兹力提供向心力,有:qvB=m
v2
R
          ②
由①②得:
R=
m
qB

2qU
m
+
v20
            ③
即粒子在磁场中沿圆弧运动的轨道半径R为
m
qB

2qU
m
+
v20

(2)粒子做匀速圆周运动的回旋周期
T=
2πR
v
=
2πm
qB
             ④
粒子在磁场中的运动时间:t=
T
6
  ⑤
由④⑤得:
t=
πm
3qB

即粒子在磁场中运动所用时间t为
πm
3qB

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“钍核90230Th发生衰变生成镭核88226Ra并放出一个粒子.设该粒子的质量为m、电荷量为q,它进入电势差为U的带窄缝的平行平板电极S1和S2间电场时,其速度为v0,经电场加速后,沿O…”主要考查了你对  【向心力】,【匀速圆周运动】,【动能定理】,【带电粒子在电场中运动的综合应用】,【带电粒子在匀强磁场中的运动】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
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