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如图11所示,在xOy平面上,一个以原点O为中心、半径为R的圆形区域内存在着一匀强磁场.磁场的磁感应强度为B,方向垂直于xOy平面向里.在O点处原来静止着一个具有放射性的原子核——氮(),某时刻该核发生衰变,放出一个正电子和一个反冲核.已知正电子从O点射出时沿x轴正方向,而反冲核刚好不会离开磁场区域.不计重力影响和粒子间的相互作用.

图11

(1)试写出衰变方程;

(2)画出正电子和反冲核的轨迹示意图;

(3)求正电子离开磁场区域时的坐标.

(1)

(2)轨迹示意图如图所示.

第15题图

(3)由动量守恒定律,得mCvC=meve,反冲核,即碳核的轨道半径为.对正电子,所以r=3R.

由图可知,正电子从磁场中射出的位置户的坐标(x,y)

满足:r2=x2+(r-y)2,R2=x2+y2

解得:x=R,y=R.


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

[物理-选修3-4]

(1)如图1所示,在xOy平面内有一列沿x轴传播的简谐横波,频率为2.5HZ.在t=0时,P点位于平衡位置,且速度方向向下,Q点位于平衡位置下方的最大位移处.则在t=0.35s时,P、Q两质点
BD
BD

A.位移大小相等,方向相同
B.速度大小相等,方向相同
C.速度大小相等,方向相反
D.加速度大小相等,方向相反
(2)两束平行的细激光束,垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上,如图2所示.已知其中一条光线沿直线穿过玻璃,它的入射点是O;另一条光线的入射点为A,穿过玻璃后两条光线交于P点.已知玻璃截面的圆半径为R,OA=
R
2
,OP=
3
R.求玻璃材料的折射率.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图甲所示,在xOy平面内存在磁场和电场,磁感应强度和电场强度大小随时间周期性变化,B的变化周期为4t0,E的变化周期为2t0,变化规律分别如图乙和图丙所示.在t=0时刻从O点发射一带负电的粒子(不计重力),初速度大小为v0,方向沿y轴正方向.在x轴上有一点A(图中末标出),坐标为(
48v0t0
π
,0
).若规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向,y轴正方向为电场强度的正方向,v0、t0、B0为已知量,磁感应强度与电场强度的大小满足:
E0
B0
=
v0
π
;粒子的比荷满足:
q
m
=
π
B0t0
.求:
(1)在t=
t0
2
时,粒子的位置坐标;
(2)粒子偏离x轴的最大距离;
(3)粒子运动至A点的时间.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图甲所示,在xoy坐标平面内,第一象限有垂直纸面向里、磁感应强度恒为B0的匀强磁场(MN为磁场区域的右边界,且与x轴垂直);第二象限的平行板电容器与y轴平行放置,与电容器两极板相连、面积为S的圆形单匝金属线圈内有方向垂直纸面向外,大小按图乙所示均匀变化的磁场,磁场在t0时间内从零开始增大到B0;第四象限存在场强为E0、方向沿y轴负方向的匀强电场.一电量为-q,质量为m的粒子(不计重力)从电容器左极板附近由静止开始被加速,从右极板小孔P射出后垂直y轴进入磁场,之后又恰能垂直x轴进入电场.求:
(1)电容器两板间的电势差多大?
(2)粒子第一次到达x轴时离O点的距离.
(3)若粒子恰能垂直MN穿出磁场,粒子从y轴进入磁场到由MN穿出磁场经历的时间是多长?
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图13所示,在xOy平面内,Ⅰ象限中有匀强电场,场强大小为E,方向沿y轴正方向,在x轴的下方有匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里.今有一个质量为m、电荷量为e的电子(不计重力),从y轴上的P点以初速度v0垂直于电场方向进入电场.经电场偏转后,沿着与x轴正方向成45°角方向进入磁场,并能返回到原出发点P.求:

图13

(1)作出电子运动轨迹的示意图,并说明电子的运动情况;

(2)P点离坐标原点的距离h;

(3)电子从P点出发经多长时间第一次返回P点?

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