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如图所示,在xOy平面上,一个以原点O为圆心,半径为4R的原型磁场区域内存在着匀...

如图所示,在xOy平面上,一个以原点O为圆心,半径为4R的原型磁场区域内存在着匀强磁场,磁场的方向垂直于纸面向里,在坐标(-2R,0)的A处静止着一个具有放射性的原子核氮713N.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A处射出时速度方向垂直于x轴,且后来通过了y轴,而反冲核刚好不离开磁场区域.不计重力影响和离子间的相互作用.
(1)写出衰变方程.
(2)求正电子做圆周运动的半径.
(3)求正电子最后过y轴时的坐标.

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(1)原子核发生变化时,一定满足质量数守恒及电荷数守恒; (2)由题意可知两核的运动情景及反冲核的半径,由动量守恒可知两核的动量关系,则可得出电子的半径; (3)画出两电核的运动轨迹,由几何关系可知最后过y轴的坐标. 【解析】 (1)由质量守恒及电荷守恒可知衰变方程为 713N→613C++1e; (2)设反冲核和正电子在磁场中回旋半径分别为r1、r2,由于反冲核与正电子都带正电荷,在磁场中的轨迹关系应是外切圆,因正电子通过y轴,反冲核速度方向向上,正电子速度方向向下. 故反冲核的半径r1=R 衰变过程中遵循动量守恒 P反=Pe 又由于 可得 可得正电子做圆周运动的半径 r1=6R (3)由图可知正电子应在通过y轴前飞出圆形磁场区域,设出射点为P, 其轨迹圆心在磁场边界与x轴的交点O′处,过P点做出出射速度的反向延长线可交于磁场边界D点,且D点在x轴上 根据几何知识可得∠DO’P=∠OQD=α  在直角三角形DO’P中,,所以 故正电子最后通过y轴的坐标为(0,).
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考点分析:
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如图所示,一质量为M=5.0kg的平板车静止在光滑水平地面上,平板车的上表面距离地面高为h,其右侧足够远处有一障碍物A,另一质量为m=2.0kg可视为质点的滑块,以v=8m/s的初速度从左端滑上平板车,同时对平板车施加一水平向右、大小为5N的恒力F,当滑块运动到平板车的最右端时,二者恰好相对静止,此时撤去恒力F,当平板车碰到障碍物A时立即停止运动,滑块水平飞离平板车后,恰能无碰撞地沿圆弧切线从B点切入光滑竖直圆弧轨道,并沿轨道下滑,已知滑块与平板车间的动摩擦因数μ=0.5,圆弧半径为R=2m,圆弧所对的圆心角∠BOD=θ=106°,取g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6,求:(1)平板车的长度;(2)障碍物A与圆弧左端B的水平距离.(3)滑块在C点处对轨道的压力大小是多少?
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如图所示,两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内,两导轨间的距离为L,导轨上面横放着两根导体棒ab和cd,构成矩形回路,两根导体棒的质量皆为m,电阻皆为R,回路中其余部分的电阻可不计.在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B.设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行,开始时,棒cd静止,棒ab有指向棒cd的初速度v,若两导体棒在运动中始终不接触,求:
(1)在运动中产生的焦耳热最多是多少?
(2)当ab棒的速度变为初速度的3/4时,cd棒的加速度是多少?

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某实验小组在“验证机械能守恒定律”实验中:
①选出一条纸带如图甲所示,其中O点为打点计时器打下的第一个点,A、B、C为三个计数点,在计数点A和B、B和C之间还各有一个点,测得h1=12.01cm,h2=19.15cm,h3=27.86cm.已知重锤质量为0.5kg,打点计时器的工作频率为50Hz,当地的重力加速度g=9.8m/s2.由以上数据算出,当打点计时器打到B时重力势能比开始下落时减少了______J,此时重锤的动能比开始下落时增加了______J.由计算结果可知,该实验小组在做实验时出现的问题可能原因是______.(计算结果保留两位有效数字)
②在图甲所示的纸带上,某同学又选取多个计数点,测出个计数点到第一个计数点O的距离h,算出个计数点对应的速度v,并以h为横轴,以manfen5.com 满分网为纵轴画出的图线应该是图乙中的______,图线的斜率表示______
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按图甲所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势E和内阻r,其中R为电阻箱,R为定值电阻,干电池的工作电流不宜超过0.5A.实验室提供的器材如下:电流表(量程0-0.6A),电阻箱(阻值范围0-999.9Ω),定值电阻R(阻值为5Ω),开关、导线若干.实验时,改变电阻箱R的值,记录下电流表A的示数I,得到若干组R、I的数据.根据实验数据绘出如图乙所示的manfen5.com 满分网图线,由此得出电池组的电动势E=______V,内阻 r=______Ω.
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如图所示,一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动.在转动过程中,线框中的最大磁通量为фm,最大感应电动势为Em,则线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向转轴转动的角速度大小为______

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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