Question

【题目】扫描电子显微镜在研究微观世界里有广泛的应用，通过磁聚焦之后的高能电子轰击物质表面，被撞击的样品会产生各种电磁辐射，通过分析这些电磁波就能获取被测样品的各种信息。早期这种仪器其核心部件如图甲所示。其原理如下：电子枪发出的电子束，进入磁场聚焦室（如图甲），聚焦磁场由通电直导线产生，磁场通过“释放磁场的细缝”释放而出，通过控制“释放磁场细缝”的宽度、磁场的强弱和方向使电子进行偏转，让聚焦之后的电子集中打在样品上。

(1)要使射入聚焦室的电子发生图乙的偏转,请说明图甲中左侧和右侧通电直导线的电流方向（只要回答“向上”或者“向下”）；

(2)图乙为聚焦磁场的剖面图，要产生图示的聚焦效果，请说明该平面中磁场的分布情况：

(3)研究人员往往要估测聚焦磁场区域中各处磁感应强度大小，为了研究方便假设电子运动经过的磁场为匀强磁场，若其中一个电子从A点射入（如图丙所示），从A点正下方的A′点射出，入射方向与OA的夹角等于出射方向与O′A′的夹角，电子最终射向放置样品的M点，求该磁感应强度的大小？已知OA=O′A′=d，AA′=L，O′M=h，电子速度大小为v，质量为m，电量为e．

Answer 1

【答案】(1)左侧的通电直导线的电流方向向下；右侧的通电直导线的电流方向向下．(2)右侧区域：磁场方向垂直纸面向内；中间分界线上：磁感应强度为零；左侧区域：磁场方向垂直纸面向外；(3)

【解析】

（1）左侧的通电直导线的电流方向向下；右侧的通电直导线的电流方向向下．

（2）要产生图示的聚焦效果，该平面中磁场的分布情况是越靠近中心线处的磁感应强度越小，左右对称；所以归纳为：右侧区域：磁场方向垂直纸面向内； 中间分界线上：磁感应强度为零。左侧区域：磁场方向垂直纸面向外；

（3）设则可得：

由几何关系可知：

解得

由带电粒子在磁场中的受力关系可知： -

该磁感应强度的大小是