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如图所示,一质子由静止经电场加速后,垂直磁场方向射入感应强度B=10-2T的匀强...

如图所示,一质子由静止经电场加速后,垂直磁场方向射入感应强度B=10-2T的匀强磁场.在磁场中的a点与一静止的中子正碰后一起做匀速圆周运动,测得从a点运动到b点的最短时间t1=2.0×10-4s,再从b点继续运动到a点的最短时间t2=10-3s.已知a、b两点的距离x=0.1m,质子的电量e=1.6×10-19C.求:
(1)质子和中子碰撞到一起后,做圆周运动的周期T=?
(2)质子和中子碰撞到一起后,做圆周运动的轨道半径r=?
(3)若质子的质量和中子的质量均为m=1.67×10-27kg.电场的加速电压U=?

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(1)质子和中子碰撞到一起后,做圆周运动的周期,先从a点运动到b点,再从从b点继续运动到a点,正好是一个完整的周期. (2)画出运动轨迹,利用几何关系求解 (3)在电场中加速由动能定理可求质子速度,碰撞过程动量守恒,结合圆周运动知识即可求解. 【解析】 (1)由题意可知,质子和中子正碰到一起在磁场中做圆周运动的周期为:T=t1+t2=1.2×10-3s (2)如图分析, 因,解得:    ① 由△abo可得:轨道半径r=x=0.1m  (3)取质子,由动能定理有: 取质子、中子系统,由动量守恒定律有:mv1=2mv2 由牛顿第二定律有: 上式联立解得:加速电压 答:(1)质子和中子碰撞到一起后,做圆周运动的周期T=1.2×10-3s (2)质子和中子碰撞到一起后,做圆周运动的轨道半径r=0.1m (3)若质子的质量和中子的质量均为m=1.67×10-27kg.电场的加速电压U=48V.
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考点分析:
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③根据①的图象,计算出斜面的滑动摩擦因数μ=______
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2007年3月两会期间,中国绕月探测工程总指挥栾恩杰指出:中国第一颗人造月球卫星已研制完成,有望在年内探测38万公里以外的月球.如果在这次探测工程中要测量月球的质量,则需要知道的物理量有(卫星围绕月球的运动可以看作匀速圆周运动,已知万有引力常量)( )
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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