钍230Th核发生衰变生成镭核226Ra并放出一个粒子,设该粒子的质量为m、电荷量为q,它以速度v0进入电势差为U的带窄缝的平行平板电极S1和S2间电场,经电场加速后,沿OX方向进入

◎ 题目

230Th核发生衰变生成镭核226Ra并放出一个粒子,设该粒子的质量为m、电荷量为q,它以速度v0进入电势差为U的带窄缝的平行平板电极S1和S2间电场,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,当粒子从点P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)写出钍核衰变方程;
(2)求粒子在磁场中沿圆弧运动的轨道半径R;
(3)求粒子在磁场中运动所用的时间t.
魔方格

◎ 答案

(1)钍核衰变方程:90230Th→24He+88226Ra 
(2)设粒子离开电场时速度为υ,对加速过程有qU=
1
2
mυ2-
1
2
m
υ20
  ①
粒子在磁场中有qυB=m
υ2
R
      ②
由①②得R=
m
qB

2qU
m
+
υ20
   
(3)粒子做圆周运动的回旋周期T=
2πR
υ
=
2πm
qB
     
   粒子在磁场中运动时间t=
1
6
T
      ④
   由③④得t=
πm
3qB

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“钍230Th核发生衰变生成镭核226Ra并放出一个粒子,设该粒子的质量为m、电荷量为q,它以速度v0进入电势差为U的带窄缝的平行平板电极S1和S2间电场,经电场加速后,沿OX方向进入…”主要考查了你对  【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】,【α衰变】,【β衰变】,【半衰期】  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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