如圖所示，靜止在勻強磁場中的，
63
Li俘獲一個速度為v0=7.7×104m/s的中子而發(fā)生核反應(yīng)，
63
Li+
10
n→
31
H+
42
He，若已知He的速度為v2=2.0×104m/s，其方向跟中子反應(yīng)前的速度方向相同，求：
（1）
31
H的速度是多大？
（2）在圖中畫出粒子
31
H和
42
He的運動軌跡，并求它們的軌道半徑之比．
（3）當(dāng)粒子
42
He旋轉(zhuǎn)了3周時，粒子
31
H旋轉(zhuǎn)幾周？
（1）36Li核俘獲 01n的過程，系統(tǒng)動量守恒，則mnv0=mHv1+mHev2，即v1=
mnv0-mHev2
mH

代入數(shù)據(jù)mn=1 u，mHe=4 u，mH=3 u，得v1=-1.0×103 m/s，負(fù)號表示跟v0的方向相反．
（2）運動軌跡如圖所示 13H和 24He在磁場中半徑之比為rH：rHe=
mHv1
Bq1
：
mHev2
Bq2
=3：40

（3）H和 He的周期之比為TH：THe=
2πnH
Bq1
：
2πnHe
Bq2
=3：2
所以它們的轉(zhuǎn)動周期之比為nH：nHe=THe：TH=2：3 當(dāng) α粒子轉(zhuǎn)3周時，氘核轉(zhuǎn)動2周．
答：（1）13H的速度是-1.0×103 m/s．
（2）它們的軌道半徑之比：3：40．
（3）粒子13H旋轉(zhuǎn)2周．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，半徑為r=0.10m的圓形勻強磁場區(qū)域邊界跟x軸相切于坐標(biāo)原點O，磁感應(yīng)強度按圖示規(guī)律變化，方向垂直直紙面向里，在t=0時刻由O處沿y軸正方向射入速度為v=1.0×103m/s的帶負(fù)電粒子，已知粒子質(zhì)量m=9.0×10-12kg，電量q=9.0×10-6C，不計粒子重力，求粒子在磁場中的運動時間和離開磁場時的位置坐標(biāo)．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，再第二象限和第四象限的正方形區(qū)域內(nèi)分別存在著面積相同的勻強磁場，磁感應(yīng)強度均為B，方向相反，且都垂直與xoy平面；在第一象限內(nèi)存在著平行與xoy平，沿x軸方向的勻強磁場（圖中沒有畫出）；一電子由P（-d，d）點，沿x軸正方向射入磁場區(qū)域Ⅰ．（電子質(zhì)量為m，電荷量為e，sin53°=0.8）
（1）若電子離開磁場區(qū)域Ⅰ后直接進(jìn)入第三象限，求入射速度的范圍；
（2）若電子從（0，
d
2
）位置射出磁場Ⅰ，接著通過第一象限后直接垂直與x軸方向進(jìn)入磁場Ⅱ，求場強度E的大小及方向；
（3）求第（2）問中電子離開磁場Ⅱ時的位置坐標(biāo)．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖，A、B、C三板平行，B板延長線與圓切于P點，C板與圓切于Q點．離子源產(chǎn)生的初速為零、帶電量為q、質(zhì)量為m的正離子被電壓為U0的加速電場加速后沿兩板間中點垂直射入勻強偏轉(zhuǎn)電場，偏轉(zhuǎn)后恰從B板邊緣離開電場，經(jīng)過一段勻速直線運動，進(jìn)入半徑為r的圓形勻強磁場，偏轉(zhuǎn)后垂直C板打在Q點．（忽略粒子所受重力）
（
q
m
=2×104c/kg，U0=100V，偏轉(zhuǎn)電場極板長l=6cm、板間距d=2
3
cm，r=4cm）
求：（1）偏轉(zhuǎn)電壓U；
（2）粒子進(jìn)入磁場時速度的大小及速度與B板的夾角；
（3）磁感應(yīng)強度B的大�。�

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

電視機的顯象管中，電子束的偏轉(zhuǎn)是用磁偏轉(zhuǎn)技術(shù)實現(xiàn)的．在電子槍中產(chǎn)生的電子經(jīng)過加速電場加速后射出，從P點進(jìn)入并通過圓形區(qū)域后，打到熒光屏上，如圖所示．如果圓形區(qū)域中不加磁場，電子一直打到熒光屏上的中心O點的動能為E；在圓形區(qū)域內(nèi)加垂直于圓面、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場后，電子將打到熒光屏的上端N點．已知ON=h，PO=L．電子的電荷量為e，質(zhì)量為m．求：
（1）電子打到熒光屏上的N點時的動能是多少？說明理由．
（2）電子在磁場中做圓周運動的半徑R是多少？
（3）試推導(dǎo)圓形區(qū)域的半徑r與R及h、L的關(guān)系式．（已知tan2θ=
2tanθ
1-2tan2θ
）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，質(zhì)量為m，電量為q的帶電粒子，由靜止經(jīng)電壓為U加速后，經(jīng)過A點，垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場后落到圖中D點，（忽略重力和空氣阻力）
求：（1）帶電粒子在A點垂直射入磁場區(qū)域時速度V；
（2）A、D兩點間的距離L．
（3）已知磁場的寬度為d，要使粒子能從磁場的右邊界飛出，加速電壓U應(yīng)該滿足什么條件？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示是一種簡化磁約束示意圖，可以將高能粒子約束起來．有一個環(huán)形勻強磁場區(qū)域的截面內(nèi)半徑R1，外半徑R2，被約束的粒子帶正電，比荷
q
m
=4.0×107C/kg，不計粒子重力和粒子間相互作用．（請在答卷中簡要作出粒子運動軌跡圖）
（1）若內(nèi)半徑R1=1m，外半徑R2=3m，要使從中間區(qū)域沿任何方向，速率v=4×
107m/s的粒子射入磁場時都不能越出磁場的外邊界，則磁場的磁感應(yīng)強度B至少為多大？
（2）若內(nèi)半徑R1=
3
m，外半徑R2=3m，磁感應(yīng)強度B=0.5T，帶電粒子從中間區(qū)域沿半徑方向射入磁場，則粒子不能穿越磁場外邊界的最大速率vm是多少？
（3）若帶電粒子以（2）問中最大速率vm從圓心O出發(fā)沿圓環(huán)半徑方向射入磁場，請在圖中畫出其運動軌跡，并求出粒子從出發(fā)到第二次回到出發(fā)點所用的時間（結(jié)果可用分?jǐn)?shù)表示或保留二位有效數(shù)字）．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

回旋加速器是加速帶電粒子的裝置．其核心部分是分別與高頻交流電源兩極相連接的兩個D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的電場，使粒子在通過狹縫時都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強磁場中，如圖所示，要增大帶電粒子射出時的動能，則下列說法中正確的是（　�。�
A．減小磁場的磁感應(yīng)強度
B．增大勻強電場間的加速電壓
C．增大D形金屬盒的半徑
D．減小狹縫間的距離

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（16分）1932年，勞倫斯和利文斯設(shè)計出了回旋加速器�；匦铀倨鞯墓ぷ髟砣鐖D所示，置于高真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時間可以忽略不計。磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場與盒面垂直。A處粒子源產(chǎn)生的粒子，質(zhì)量為m、電荷量為+q ，在加速器中被加速，加速電壓為U。加速過程中不考慮相對論效應(yīng)和重力作用。

（1）求粒子第2次和第1次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比；
（2）求粒子從靜止開始加速到出口處所需的時間t ；
（3）實際使用中，磁感應(yīng)強度和加速電場頻率都有最大值的限制。若某一加速器磁感應(yīng)強度和加速電場頻率的最大值分別為Bm、fm，試討論粒子能獲得的最大動能E㎞。

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