在匀强磁场中有一个静止的氡原子核(),由于衰变它放出一个粒子,此粒子的径迹与反冲核的径迹是两个相外切的圆,大圆与小圆的直径之比为42∶1,如图所示。那么氡核的衰变方程应是下列方程的哪一个
A. B.
C. D.
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半个世纪以来,热核聚变的研究一直围绕着一个主题,那就是要实现可控的核聚变反应,造出一个人造太阳,一劳永逸地解决人类的能源危机。在受控核聚变装置中,需要把核反应物质——氘()和氚()“加热”到上亿度而成为等离子体,而这些等离子体无法用通常意义上的“容器”盛装,只能用强磁场来束缚它们。前不久,中国科学家率先建成了世界上第一个可控全超导核聚变实验装置,模拟太阳实现可控的核聚变。
可控全超导核聚变装置从内到外有五层部件构成,比较复杂。现在按下面的简化模型来讨论这个问题:如图所示,设想最关键的环状磁容器是一个横截面为环形的区域:内径为R1,外径为R2,区域内有垂直于截面向里的磁感强度为B的匀强磁场。
(1)该核反应方程式为:_____________________________;
(2)已知氘()、氚()、氦()核、中子()的静质量分别为m1、m2、m3、m4,那么在每一个核反应中释放的能量为多少?(已知光速为C)
(3)若等离子体源恰好放置在环心O点,它能沿半径方向辐射出各种速率的带电粒子,这些带电粒子的最大荷质比为k,不计带电离子的重力,该磁场能够约束住的这些带电粒子的最大速率是多少?
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如图所示,aa/、bb/为在同一水平面内的两条相距为d的平行长直金属导轨,其上平行地静置有两根可在导轨上无摩擦滑动的金属棒A和B,两金属棒的质量均为rn,电阻均为R,棒与导轨接触良好,其他电阻不计,两导轨间有磁感应强度为B的匀强磁场,其方向垂直导轨平面竖直向下.今在极短时间对金属棒A施加一个水平向右的冲量I0,从而使两棒在导轨平面上运动,最终A、B两棒刚好相碰.在整个过程中,求:
(1) 在每根棒上产生的热量;
(2) 流过每根棒上的电量q;
(3) A、B两棒最初的距离x
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如图竖直平面xOy区域,有竖直向上的匀强电场,场强E=20V/m,有垂直于平面的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度B=1.0T。在y轴上的A点(0,2),有一带电小球A,恰好静止在A点。A球质量为m=。坐标原点也有一带电小球B恰好静止在原点,B球质量为,忽略两球间的静电力。现给小球A一个与y轴正方向成30°角(与x轴正方向成60°角)的速度ν0,结果A球恰好与B小球发生碰撞。试求:
(1) A、B两球的带电量和ν0的大小。
(2) 若碰撞过程既无电荷量的交换也无动能损失,A、B球再经多长时间又经过y轴,分别过y轴的什么位置?
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如图所示(俯视),MN和PQ是两根 固定在同一水平面上的足够长且电阻不 计的平行金属导轨,两导轨间距为 L=0。2m,其间有一个方向垂直水平面竖直 向下的匀强磁场B1=5.0T。导轨上NQ之 间接一电阻R1=0.4Ω,阻值为R2=0.1Ω的 金属杆垂直导轨放置并与导轨始终保持 良好接触。两导轨右端通过金属导线分别 与电容器的两极相连。电容器C极扳紧靠 准直装置b,b紧挨着带小孔a (只能容一个粒子通过)的固定绝缘弹性圆筒。圆简壁光滑,简内有垂直水平面竖直向下的匀强磁场 B2, O是圆筒的圆心,圆筒的内半径r=0.4m。
(1) 用一个方向平行于MN水平向左且功率恒定为P=80W的外力F拉金属杆,使杆从静 止开始向左运动.已知杆受到的摩掠阻力大小恒为F1=6N,求:当金属杆最终匀速运 动时杆的速度大小?
(2) 当金属杆处于(I)问中的匀速运动状态时,电容器内紧靠极板D处的一个带正电的粒 子经电场加速后从a孔垂直磁场B2并正对着圆心O进入圆筒,该带电粒子与圆筒壁碰撞四次后恰好又从小孔a射出圆筒。已知该带电粒子每次与筒壁发生碰撞时电量和能量都不损失,不计粒子的初速度、重力和空气阻力,粒子的比荷=5x107(C/kg),求磁感应强度B2的大小(结果可以用三角函数表示)?
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