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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...

manfen5.com 满分网如图所示,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713N(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,正电子电荷量为e.不计重力影响和粒子间的相互作用.
(1)试写出713N的衰变方程;(2)求正电子离开磁场区域时的位置.
(1)根据质量数和电荷数守恒即可写出衰变方程. (2)根据反冲核刚好不会离开磁场区域可知,反冲核运动轨迹和磁场最低端相切,即轨道半径为,衰变过程动量守恒,然后根据洛伦兹力提供向心力算出正电子的半径,根据几何关系即可求解结果. 【解析】 (1)衰变过程中质量数和电荷数守恒,这是写衰变方程的依据. 故713N的衰变方程方程为:713N→613C+1e (2)衰变过程动量守恒所以有:mcvc=meve     ① 由题意可知,反冲核即碳核的轨道半径为,根据洛伦兹力提供向心力有: 对碳核:                          ② 对电子:                            ③ 由①②③可得:r=3R 由图可知,正电子从磁场中射出的位置P的坐标x、y满足: r2=x2+(r-y)2    R2=x2+y2     解之得:,, 故正电子离开磁场区域时的位置为:,
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考点分析:
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(1)测量上述物理量需要的主要器材是:__________________等.
(2)若实验中测量的数据如下表所示,根据这些数据请写出x与F、L、D间的关系式:x=______(若用到比例系数,可用k表示)

 
长度
L/cm
伸长 拉力F/N
x/cm
 
直径
D/mm
50.0100.0200.0
5.000.0400.200.400.80
10.000.0400.400.801.60
5.000.0800.100.200.40
(3)在研究并得到上述关系的过程中,主要运用的科学研究方法是______(只需写出一种)
(4)若有一根合金丝的长度为20cm,截面直径为0.200mm,使用中要求其伸长量不能超过原长的百分之一,那么这根合金丝能承受的最大拉力为______ N.
(II)测量一块量程已知的电压表的内阻,器材如下:
A.待测电压表(量程3V,内阻未知)一块    B.电流表(量程3A,内阻0.01Ω)一块
C.定值电阻(阻值5kΩ,额定电流0.5A)一个  D.电池组(电动势小于3V,内阻不计)一
E.多用电表一块     F.开关两只     G.导线若干
有一同学利用上面所给器材,进行如下实验操作:
(1)用多用电表进行粗测:多用电表电阻档有3种倍率,分别是×100Ω、×10Ω和×1Ω.该同学选择×10Ω倍率,用正确的操作方法测量时,发现指针偏转角度太小.为了较准确地进行测量,应重新选择倍率.重新选择倍率后,刻度盘上的指针位置如图1所示,那么测量结果大约是______Ω.
(2)为了更准确的测出该电压表内阻的大小,该同学设计了如图2中的甲、乙两个实验电路.你认为其中较合理的是______(填“甲”或“乙”)电路.其理由是:______
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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