题目内容

【题目】在如图所示的坐标系内,PQ是垂直于x轴的分界线,PQ左侧的等腰直角三角形区域内分布着匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,AC边有一挡板可吸收电子,AC长为d.PQ右侧为偏转电场,两极板长度为d,间距为d.电场右侧的x轴上有足够长的荧光屏.现有速率不同的电子在纸面内从坐标原点O沿y轴正方向射入磁场,电子能打在荧光屏上的最远处为M点,M到下极板右端的距离为d,电子电荷量为e,质量为m,不考虑电子间的相互作用以及偏转电场边缘效应,求:

(1) 电子通过磁场区域的时间t;

(2) 偏转电场的电压U;

(3) 电子至少以多大速率从O点射出时才能打到荧光屏上.

【答案】(1) ;(2);(3)

【解析】(1) 电子在磁场区域运动周期为

通过磁场区域的时间为t1T=

(2) 由几何知识得r=d,又r=

解得v=

通过电场的时间t2,代入数据解得t2

电子离开电场后做匀速直线运动到达M点

,又y1+y2=d

解得y1d

代入数据解得U=

(3) 电子恰好打在下极板右边缘

磁场中r′=

电场中水平方向d=v′t

竖直方向r′=

由上述三式代入数据解得v′=

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