高考物理帶電粒子的圓周運(yùn)動(存儲版)
【正文】 d c b m n B v C 如圖，在 x0, y0的空間中有恒定的勻強(qiáng)磁場，磁感強(qiáng)度的方向垂直于 Oxy平面向里，大小為 B。 則下列選項中正確的是 ( ) A． ， B． ， C． ， D． ， 2:1: ??RR P 2:1: ??TT P1:1: ??RR P1:1: ??TT P1:1: ??RR P2:1: ??TT P2:1: ??RR P 1:1: ??TT PA ，勻強(qiáng)磁場的方向垂直紙面向里，一帶電微粒從磁場邊界 d點(diǎn)垂直于磁場方向射入，沿曲線dpa打到屏 MN上的 a點(diǎn)，通過 pa段用時為 t,若該微粒經(jīng)過 P點(diǎn)時，與一個靜止的不帶電微粒碰撞并結(jié)合為一個新微粒，最終打到屏 MN上。若已知 fd=cd=L， 不計粒子的重力和粒子之間的相互 作用力。 （ 1） PET在心臟疾病診療中，需要使用放射正電子的同位素氮13示蹤劑。 (1) 的速度多大 ? (2)在圖中畫出粒子 和 的運(yùn)動軌跡 ， 并求 它們的軌道半徑之比 ． (3)當(dāng)粒子 旋轉(zhuǎn)了 3周時， 粒子 旋轉(zhuǎn)幾周 ? 如圖所示，靜止在勻強(qiáng)磁場中的 核俘獲一個速度為 v0= 104米 /秒的中子而發(fā)生核反應(yīng)， 若已知； 的速度為 v2= 104米 /秒，其方向跟中子反應(yīng)前的速度方向相同，求： 42HeH316 1 3 43 0 1 2L i n H H e? ? ?63Li42HeH3142HeH3163Li10n解： (1) Li核俘獲中子的過程 ， 系統(tǒng)動量守恒： mnv0 =mHv1+mHev2 代入數(shù)據(jù) mn=1u mHe=4u mH=3u得 v1= 103 米 /秒， 負(fù)號表示 v1跟 v0的方向相反 (2) 如圖示，在磁場中 和 半徑之比為 42He31H4214123 0 . 1 1 0 2: : 3 : 4 04 2 1 0HeHH H emvmv BerrB q B q B e? ? ?? ? ? ???運(yùn)動軌跡如圖示 42He31H題目 下頁 (3) 周期之比為 31 H H e42和1222 2 3 2: : 3 : 224HeHH H emm u B eTTB q B q B e u?? ????? ? ? ??所以它們的轉(zhuǎn)動周數(shù)之比為 NH:NHe=THe :TH = 2:3 當(dāng) α粒子轉(zhuǎn) 3周時氚核轉(zhuǎn) 2周 . 題目 上頁 24． ( 18 分）在以坐標(biāo)原點(diǎn) O 為圓心、半徑為 r 的圓形區(qū)域內(nèi)，存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B 、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，如圖所示。 30176。 =R……… ① ∴ R=L/3 得由 RMvBqv200 ? qBmvR 0?…… ② 聯(lián)列① ②可得 qLmvB 03?（ 2）設(shè)該磁場區(qū)的面積為 S 由幾何關(guān)系得 LROQ333 ??2212]2[ LQOS ?? ???18． 我們知道 ， 反粒子與正粒子有相同的質(zhì)量 ， 卻帶有等量的異號電荷 .物理學(xué)家推測 ， 既然有反粒子存在 ， 就可能有由反粒子組成的反物質(zhì)存在 .1998年 6月 ， 我國科學(xué)家研制的阿爾法磁譜儀由 “ 發(fā)現(xiàn)號 ”航天飛機(jī)搭載升空 ， 尋找宇宙中反物質(zhì)存在的證據(jù) .磁譜儀的核心部分如圖所示 ， PQ、 MN是兩個平行板 ，它們之間存在勻強(qiáng)磁場區(qū) ， 磁場方向與兩板平行 .宇宙射線中的各種粒子從板 PQ中央的小孔 O垂直 PQ進(jìn)入勻強(qiáng)磁場區(qū) ， 在磁場中發(fā) 生偏轉(zhuǎn) ， 并打在附有感光 底片的板 MN上 ， 留下痕跡 . L O M a b O′ c d N P Q 假設(shè)宇宙射線中存在氫核 、 反氫核 、 氦核 、 反氦核四種粒子 ， 它們以相同速度 v從小孔 O垂直 PQ板進(jìn)入磁譜儀的磁場區(qū) ， 并打在感光底片上的 a、 b、 c、 d 四點(diǎn) ， 已知?dú)浜速|(zhì)量為 m， 電荷量為 e， PQ與 MN間的距離為 L， 磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B. (1)指出 a、 b、 c、 d四點(diǎn)分別是由哪種粒子留下的痕跡 ?(不要求寫出判斷過程 ) (2)求出氫核在磁場中運(yùn)動的軌道半徑； (3)反氫核在 MN上留下的痕跡與氫核在 MN上留下的痕跡之間的距離是多少 ? L O M a b O′ c d N P
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