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如图所示,在xy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xy平面向内,在O处原来静止着一个具有放射性的原子核N(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正方向,而反冲核刚好不会离开磁场区域,正电子电量为e.不计重力影响和粒子间的相互作用.

(1)试写出N衰变的方程;

(2)求正电子离开磁场区域时的位置坐标.

答案:
解析:

  (1)N衰变的方程:N→C+e(3分)

  (2)设正电子和碳核的质量分别为m、M,从O点射出时的速度大小分别为v1、v2.衰变时动量守恒mv1=Mv2 ①…………(2分)

  碳核在磁场中运动,有:M=qvz2B=6ev2B ②…………(2分)

  碳核运动半径 r2 ③…………(2分)

  正电子在磁场中运动 m=ev1B ④…………(2分)

  由以上各式可得正电子运动的半径 r1=3 R ⑤…………(2分)

  正电子从P点离开磁场,O、P连线与x正方向成θ角

  sinθ= ⑥…………(2分)

  正电子离开磁场区域时的位置坐标:

    ⑦…………(1分)

   ⑧…………(1分)


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

(2005?南通模拟)如图所示,在xy平面内有一沿x轴正方向传播的简谐横波,波速为1m/s,振幅为4cm,频率为2.5Hz.在t=0时刻,P点位于其平衡位置上方最大位移处,则距P为0.2m的Q点(  )

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如图所示,在xy平面内有一沿x轴正方向传播的简谐横波,波速为1m/s,振幅为4cm,频率为2.5Hz.在t=0时刻,P点位于其平衡位置上方最大位移处,则距P为0.2m的Q点(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,在xy平面内有一个半径为R圆形匀强磁场区域,与y轴相切于坐标原点O,磁场强度为B,方向垂直纸面向里,在x=3R处有一个与x轴垂直的荧光屏PQ,t=0时刻,在纸面内从坐标原点O以相等速率向磁场内沿不同的方向发射粒子,粒子的质量为m、电荷量为+q,其中沿x正方向发射的粒子从圆形磁场区域射出时与x轴正方向夹角为60°,粒子的重力不计.
(1)求粒子的速度v0
(2)求在磁场中运动最长时间粒子在磁场中运动的时间及此粒子打在荧光屏上的坐标(可用反三角函数表示)
(3)若虚线的圆形磁场边界是一个固定的绝缘的闭合圆环,且粒子与圆环碰撞为弹性碰撞无电荷量转移,求沿x轴正方向发射的粒子经过多长时间回到坐标原点O及粒子运动轨迹围成的面积S.

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科目:高中物理 来源:2012年高二物理卷2 题型:选择题

如图所示,在xy平面内有一沿x轴正方向传播的简谐横波,波速为1m/s,振幅为4cm,频率为2.5Hz。在t=0时刻,P点位于其平衡位置上方最大位移处,则距 P为0.2米的Q点

A.在0.1s时的位移是4cm        

B.在0.1s时的速度最小

C.在0.1s时的速度向下            

D.在0到0.1s时间内的路程是4cm

 

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科目:高中物理 来源:2005-2006学年广东省广州市高三(上)统一测试物理试卷(12月份)(解析版) 题型:选择题

如图所示,在xy平面内有一沿x轴正方向传播的简谐横波,波速为1m/s,振幅为4cm,频率为2.5Hz.在t=0时刻,P点位于其平衡位置上方最大位移处,则距P为0.2m的Q点( )

A.在0.1s时的位移是4cm
B.在0.1s时的速度最大
C.在0.1s时的速度向下
D.在0到0.1s时间内的路程是4cm

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