13.已知氚核的質(zhì)量約為質(zhì)子的3倍,帶正電荷,電荷量為一個(gè)元電荷;α粒子即氦原子核,質(zhì)量約為質(zhì)子的4倍,帶正電荷,電荷量為元電荷的2倍.現(xiàn)在質(zhì)子、氚核和α粒子在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng).求以下情況下它們運(yùn)動(dòng)半徑之比:
(1)它們的速度大小相等;
(2)它們由靜止經(jīng)過(guò)相同的加速電場(chǎng)加速后進(jìn)入磁場(chǎng).

分析 由動(dòng)能定理求出粒子的速度,粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律求出粒子的軌道半徑,然后求出粒子的半徑之比.

解答 解:(1)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,
由牛頓第二定律得:qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$,解得:r=$\frac{mv}{qB}$,
速度相同時(shí),氚核、α粒子、質(zhì)子的軌道半徑之比:
r:rα:r質(zhì)子=$\frac{3mv}{qB}$:$\frac{4mv}{2qB}$:$\frac{mv}{qB}$=3:2:1;
(2)粒子在電場(chǎng)中加速,由動(dòng)能定理得:
qU=$\frac{1}{2}$mv2,解得:v=$\sqrt{\frac{2qU}{m}}$,
由牛頓第二定律得:qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$,
解得:r=$\frac{mv}{qB}$=$\frac{\sqrt{2U}}{B}$$\sqrt{\frac{m}{q}}$,粒子半徑與粒子比荷的平方根成反比,
質(zhì)子、氚核和α粒子的質(zhì)量數(shù)分別是1、3、4;電荷數(shù)分別是:e、e、2e;
r:rα:r質(zhì)子=$\sqrt{\frac{3m}{e}}$:$\sqrt{\frac{4m}{2e}}$:$\sqrt{\frac{m}{e}}$=$\sqrt{3}$:$\sqrt{2}$:1;
答:(1)它們的速度大小相等時(shí),軌道半徑之比為:3:2:1;
(2)它們由靜止經(jīng)過(guò)相同的加速電場(chǎng)加速后進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),軌道半徑之比為:$\sqrt{3}$:$\sqrt{2}$:1.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了求粒子的軌道半徑之比,應(yīng)用動(dòng)能定理與牛頓第二定律即可正確解題.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

3.兩塊帶電的平行金屬板相距10cm,兩板之間的電勢(shì)差為9.0×103V.在兩板間與兩板等距離處有一粒塵埃,帶有-1.6×l0-7C的電荷.這粒塵埃受到的靜電力是多大?這粒塵埃在靜電力的作用下運(yùn)動(dòng)到帶正電的金屬板,靜電力所做的功是多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

4.在《探究功與物體速度變化的關(guān)系》實(shí)驗(yàn)中,下列說(shuō)法正確的是(  )
A.小車在橡皮筋的作用下彈出,橡皮筋所做的功可根據(jù)公式:W=FL算出
B.進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),必須先平衡摩擦力
C.分析正確實(shí)驗(yàn)所打出來(lái)的紙帶可判斷出:小車先做勻加速直線運(yùn)動(dòng),再做勻速直線運(yùn)動(dòng),最后做減速運(yùn)動(dòng)
D.通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論:w與v2成正比

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

1.四盞燈泡接成如圖的電路.a(chǎn)、c燈泡的規(guī)格為“220V 40W”,b、d燈泡的規(guī)格為“220V 100W”,各個(gè)燈泡的實(shí)際功率都沒(méi)有超過(guò)它的額定功率.請(qǐng)排列這四盞燈泡實(shí)際消耗功率大小的順序,并說(shuō)明理由.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

8.如圖是一個(gè)火警報(bào)警裝置的邏輯電路圖.Rt是熱敏電阻,低溫時(shí)電阻值很大,高溫時(shí)電阻值很小,R是阻值較小的分壓電阻.
(1)要做到低溫時(shí)電鈴不響,火警時(shí)產(chǎn)生高溫,電鈴響起.在圖中虛線處應(yīng)接入怎樣的元件?
(2)為什么溫度高時(shí)電鈴會(huì)被接通?
(3)為了提高該電路的靈敏度,即要把報(bào)警溫度調(diào)得較低,R的值應(yīng)大一些還是小一些?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

18.同一高度有AB兩球,A球自由下落5米后,B球以12米/秒豎直投下,問(wèn)B球開(kāi)始運(yùn)動(dòng)后經(jīng)過(guò)多少時(shí)間追上A球.從B球投下時(shí)算起到追上A球時(shí),AB下落的高度各為多少?(g=10m/s2

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

5.某市規(guī)定,卡車在市區(qū)行駛時(shí)速度不得超過(guò)40km/h,一次一輛做勻速運(yùn)動(dòng)的卡車緊急剎車后,經(jīng)1.5s停止,量得路面上由于剎車使車輪留下的痕跡長(zhǎng)度為s=9m,則這輛車的實(shí)際運(yùn)行速度是多少(假設(shè)剎車后卡車做勻減速直線運(yùn)動(dòng))?該車是否違章?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

2.如圖所示,電燈A標(biāo)有“10V,10W”,電燈B標(biāo)有“8V,20W”,滑動(dòng)變阻器的總電阻為6Ω,當(dāng)滑動(dòng)觸頭由a端向b端滑動(dòng)的過(guò)程中(不考電燈電阻的變化)( 。
A.安培表示數(shù)一直減小,伏特表示數(shù)一直增大
B.安培表示數(shù)一直增大,伏特表示數(shù)一直減小
C.安培表示數(shù)先增大后減小,伏特表示數(shù)先減小后增大
D.安培表示數(shù)先減小后增大,伏特表示數(shù)先增大后減小

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

3.某原子核A的衰變過(guò)程如下:由A放射一個(gè)β粒子衰變?yōu)锽,再由B放射一個(gè)α粒子衰變?yōu)镃,則以下說(shuō)法中正確的是(  )
A.核A的中子數(shù)減核C的中子數(shù)等于2
B.核A的質(zhì)量數(shù)減核C的中子數(shù)等于5
C.原子核A的中性原子中的電子數(shù)比原子核B的中性原子中的電子數(shù)多1
D.核C的質(zhì)子數(shù)比核A的質(zhì)子數(shù)少1

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案