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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)要使电子束不打在偏转电极上,加在竖直偏转电极上的最大偏转电压U不能超过多大?
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某同学测量一只未知阻值的电阻.
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①他先用多用电表进行测量,按照正确的步骤操作后,测量的结果如图甲所示,请你读出其阻值大小为______Ω.为了使多用电表测量的结果更准确,该同学接着应该进行哪些操作?
答:______
②若该同学再用“伏安法”测量该电阻,所用器材如图乙所示,其中电压表内阻约为5kΩ,电流表内阻约为5Ω,变阻器阻值为10Ω.图中部分连线已经连接好,为了尽可能准确地测量电阻,请你完成其余的连线.
③该同学按照“伏安法”测量电阻的要求连接好图乙电路后,测得的电阻值将______ (填“大于”、“小于”或“等于”)被测电阻的实际阻值.
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a.用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB
b.调整气垫导轨,使导轨处于水平;
c.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上;
d.用刻度尺测出滑块A的左端至C挡板的距离L1
e.按下电钮放开卡销,同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作.当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时,记下滑块A、B分别到达挡板C、D的运动时间t1和t2
(1)实验中还应测量的物理量是______
(2)利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是______,上式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等,产生误差的原因是______
(3)利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小?如能,请写出表达式.如果不能,请说明理由.

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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