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(20分)对铀235的进一步研究在核能的开发和利用中具有重要意义。如图所示,质量为m、电荷量为q的铀235离

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时间:2024-08-17 12:38:26
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(20分)对铀235的进一步研究在核能的开发和利用中具有重要意义。如图所示,质量为m、电荷量为q的铀235离【专家解说】:(1) (2) (3)0.63% 解:

【专家解说】:(1) (2) (3)0.63%
解:(1)设离子经电场加速后进入磁场时的速度为v,由动能定理得:
qU = mv 2
离子在磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得:
qvB=
解得:U =
(2)设在t时间内收集到的离子个数为N,总电荷量Q = It
Q = Nq
M =" Nm" =
(3)由以上分析可得:R =
设m / 为铀238离子质量,由于电压在U±ΔU之间有微小变化,铀235离子在磁场中最大半径为:R max =
铀238离子在磁场中最小半径为:R min =
这两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠的条件为:R max <R min
即: <
得: <
<
其中铀235离子的质量m = 235u(u为原子质量单位),铀238离子的质量m , = 238u
则: <
解得: <0.63%
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