题目内容

【题目】如图所示,圆形区域半径为R,圆心在O点,区域中有方向垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B。电子在电子枪中经电场加速后沿AO方向垂直进入磁场,偏转后从M点射出并垂直打在荧光屏PQ上的N点,PQ平行于AOO点到PQ的距离为2R。电子电荷量为e,质量为m,忽略电子加速前的初动能及电子间的相互作用。求:

(1)电子进入磁场时的速度大小v

(2)电子从进入磁场经多长时间打到荧光屏;

(3)若保持电子枪与AO平行,将电子枪在纸面内向下平移至距AO处,则电子打在荧光屏上的点位于N点的左侧还是右侧及该点距N点的距离。

【答案】(1) (2) (3)电子打在荧光屏上的点位于N点的左侧,该点距N点的距离

【解析】

(1)电子在磁场中,洛伦兹力提供圆周运动的向心力,有:

电子轨迹如图甲所示,由几何关系得:

由以上各式联立得:

2)电子在电子枪中,由动能定理得:

解得:

(3)电子在磁场中运动的半径,故平行于AO射入磁场的电子都将经过M点后打在荧光屏上。从与AO相距C点射入磁场的电子打在荧光屏上的G点,所以G点位于N点的左侧;

其轨迹如图乙所示,由几何关系得

解得:

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