如图所示,某一足够大的真空中,虚线PH右侧是磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,左侧是一场强为E、方向水平向左

如图所示,某一足够大的真空中,虚线PH右侧是磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,左侧是一场强为E、方向水平向左的匀强电场.静止于虚线PH上的一点O处的镭核(
226
86
Ra)放出一个α粒子而衰变成氡核(
222
86
Rn),已知α粒子是如图所示的方向进入磁场,θ=30°.设α粒子与氡核分离后它们之间的作用可忽略不计,涉及动量问题时亏损的质量不计,重力不计.
(1)写出镭核衰变的核反应方程
(2)若经过一段时间,α粒子刚好到达虚线PH上的A点,求此时氡核沿场强方向的速率.(设α粒子的比荷为K,OA=L)
phoenixleng 1年前 已收到1个回答 举报

我是快乐的天使 幼苗

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解题思路:(1)根据质量数和电荷数守恒写出核反应方程式;(2)α粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,氡核在电场中做类似斜抛运动,根据动量守恒,向心力公式结合运动学基本公式即可求解.

(1)核反应方程为:88226Ra→86222Rn+24He
(2)设衰变后,氡核的速度为 v0,α粒子速度为 vα,由动量守恒定律得:(M一mα)v0=mαVα…①
α粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,圆心在AO的中垂线和初速度的垂线的交点上,如图所示:

结合几何关系,轨道半径为:
r=

L
2
sin30°=L…②
根据牛第二定律,有:
qαvαB=mα

v2α
r…③
解得:vα=
qαBL
mα=kBL…④
代入①式得到:v0=[2/111]kBL
α转过的圆心角为300°,故时间为:
t=[5/6T=
5

2πmα
q αB ]=[5π/3kB]
氡核做类似平抛运动,沿着电场线方向做匀加速直线运动,故t时刻氡核沿场强方向的速率:
v=v0sin30°+at=[1/2v0+
qE
M]•

3kB=[kBL/111]+[430πE/333B]
答:(1)核衰变的核反应方程为:88226Ra→86222Rn+24He;
(2)经过一段时间,α粒子刚好到达虚线PH上的A点,此时氡核沿场强方向的速率为[kBL/111]+[430πE/333B].

点评:
本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动;带电粒子在匀强电场中的运动.

考点点评: 本题要求同学们能正确书写核反应方程,知道在衰变过程中动量守恒,能正确分析带电粒子在电场、磁场中的运动情况,难度适中.

1年前

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