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    如图所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN和PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L＝0.2 m，电阻R1＝0.4 Ω，导轨上静止放置一质量m＝0.1 kg、电阻R2＝0.1 Ω的金属杆，导轨电阻忽略不计，整个装置处在磁感应强度B1＝0.5T的匀强磁场中，磁场的方向竖直向下，现用一外力F沿水平方向拉杆，使之由静止开始运动，最终以8 m/s的速度作匀速直线运动．若此时闭合开关S，释放的α粒子经加速电场C加速后从a孔对着圆心O进入半径r＝m的固定圆筒中(筒壁上的小孔a只能容一个粒子通过)，圆筒内有垂直水平面向下的磁感应强度为B2的匀强磁场α粒子每次与筒壁发生碰撞均无电荷迁移，也无机械能损失．(α粒子质量mα≈6.4×10－27 kg，电荷量qα＝3.2×10－19 C)．求：

    (1)ab杆做匀速直线运动过程中，外力F的功率；

    (2)α射线源Q是钍核发生衰变生成镭核并放出一个α粒子，完成下列钍核的衰变方程＋________；

    (3)若α粒子与圆筒壁碰撞5次后恰又从a孔背离圆心射出，忽略α粒子进入加速电场的初速度，求磁感应强度B2．

    答案：
    解析：

    　　解：(1)当ab杆匀速运动时，F外＝FB　①　(1分)

    　　FB＝BIL　②　(1分)

    　　　③　(1分)

    　　E＝BLv　④　(1分)

    　　P＝F外v　⑤　(1分)

    　　联立①～⑤得　⑥　(1分)

    　　将已知条件代入上式得P＝1.28 W　(1分)

    　　(2)　(3分)

    　　(3)此时回路电流强度为A＝1. 6A　(1分)

    　　加速电场的电压为U＝IR1＝1.6×0.4 V＝0.64 V　(1分)

    　　根据动能定理：＝　(1分)

    　　α粒子从a孔进入磁场的速度v＝

    　　＝

    　　＝8.0×103 m/s　(2分)

    　　由题意知：α粒子与圆筒壁碰撞5次后从a孔离开磁场，由几何关系求得∠dOb＝60°，

    　　轨迹半径＝＝1.0 m　(1分)

    　　又∵　(2分)

    　　故：＝T＝1.6×10－4 T　(2分)


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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN和PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.2m，电阻R=0.4Ω，导轨上静止放置一质量为m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属杆，导轨电阻忽略不计，整个装置处在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下，现用一个外力F沿水平方向拉杆，使之由静止起做匀加速运动并开始计时，若5s末理想电压表的读数为0.2V．求
    （1）5s末时电阻R上消耗的电功率
    （2）金属杆在5s末的运动速度
    （3）5s末时外力F的功率．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，光滑且足够长的平行导轨MN和PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.2m，电阻R1=0.4Ω，导轨上静止放置一质量m=0.1kg，电阻R2=0.1Ω的金属杆，导轨电阻忽略不计，整个装置处在磁感应强度B1=0.5T的匀强磁场中，磁场的方向竖直向下，现用一外力F沿水平方向拉杆，使之由静止开始做匀加速运动并开始计时，若5s末杆的速度为2.5m/s，求：
    （1）5s末电阻R1上消耗的电功率．
    （2）5s末外力F的功率
    （3）若杆最终以8m/s的速度做匀速运动，此时闭合电键S，α射线源A释放的α粒子经加速电场C加速后从  a 孔对着圆心0进入半径r=
    		3
    m   的固定圆筒中，（筒壁上的小孔  a 只能容一个粒子通过）圆筒内有垂直水平面向下的磁感应强度为B2的匀强磁场．α粒子每次与筒壁发生碰撞均无电荷迁移，也无机械能损失，粒子与圆筒壁碰撞5次后恰又从a  孔背离圆心射出，忽略α粒子进入加速电场的初速度，α粒子 质量mα=6.6×10-27kg，电荷量qα=3.2×10-19C，则磁感应强度B2多大？若不计碰撞时间，粒子在圆筒内运动的总时间多大？（不计粒子之间的相互作用）（开根号时，
    6.4
    6.6
    可取1）

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN和PQ固定在同一水平面上，两导轨间距离L=0.2m，电阻R1=0.4Ω，导轨上静止放置一质量m=0.1kg，电阻R2=0.1Ω的金属杆ab，导轨电阻忽略不计，整个装置处在磁感应强度B1=0.5T的匀强磁场中，磁场的方向竖直向下，现用一外力F沿水平方向拉杆ab，使之由静止开始运动，最终以8m/s的速度做匀速直线运动．若此时闭合开关S，释放的α粒子经加速电场C加速从a孔对着圆心O进入半径r=
    		3
    m    的固定圆筒中（筒壁上的小孔a只能容一个粒子通过），圆筒内有垂直水平面向下的磁感应强度为B2的匀强磁场，α粒子每次与筒壁发生碰撞均无电荷迁移，也无机械能损失．（α粒子质量m≈6.4×10-23kg，电荷量q=3.2×10-19C）．求：
    （1）ab杆做匀速直线运动过程中，外力F的功率；
    （2）α射线源Q是钍核
     
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    Th发生衰变生成镭核
     
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    Ha并粒出一个α粒子，完成下列钍核的衰变方程
     
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    Th→
     
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    Ra+
     
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    （3）若α粒子与圆筒壁碰撞5次后恰又从a孔背离圆心射出，忽略α粒子进入加速电场的初速度，求磁感应强度B2．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，光滑且足够长的平行金属导轨和固定在同一水平面上，两导轨间距，电阻，导轨上静止放置一质量、电阻的金属杆，导轨电阻忽略不计，整个装置处在磁感应强度的匀强磁场中，磁场的方向竖直向下，现用一外力沿水平方向拉杆，使之由静止起做匀加速运动并开始计时，若5s末理想电压表的读数为0.2V.求：

    （1）5s末时电阻上消耗的电功率；

    （2）金属杆在5s末的运动速率；

    （3）5s末时外力的功率.

      

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    如图所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN和PQ固定在同一水平面上，两导轨间距离L=0.2m，电阻R1=0.4，导轨上静止放置一质量m=0.1kg，电阻R2=0.1的金属杆ab，导轨电阻忽略不计，整个装置处在磁感应强度B1=0.5T的匀强磁场中，磁场的方向竖直向下，现用一外力F沿水平方向拉杆ab，使之由静止开始运动，最终以8m/s的速度做匀速直线运动。若此时闭合开关S，释放的粒子经加速电场C加速从a孔对着圆心O进入半径r=的固定圆筒中（筒壁上的小孔a只能容一个粒子通过），圆筒内有垂直水平面向下的磁感应强度为B2的匀强磁场，粒子每次与筒壁发生碰撞均无电荷迁移，也无机械能损失。（粒子质量m≈6.4×10-23kg，电荷量q=3.2×10-19C）。求：

      

    （1）ab杆做匀速直线运动过程中，外力F的功率；

    （2）射线源Q是钍核发生衰变生成镭核

    并粒出一个粒子，完成下列钍核的衰变方程     ；

    （3）若粒子与圆筒壁碰撞5次后恰又从a孔背离圆心射出，忽略粒子进入加速电场的初速度，求磁感应强度B2。

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