题目内容
【题目】如图所示,S处有一电子源,可向纸面内任意方向发射电子,平板MN垂直于纸面,在纸面内的长度L=9.1cm,中点O与S间的距离d=4.55cm,MN与SO直线的夹角为θ,板所在平面有电子源的一侧区域有方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B=2.0×10-4T,电子质量m=9.1×10-31kg,电荷量e=-1.6×10-19C,不计电子重力。电子源发射速度v=1.6×106m/s的一个电子,该电子打在板上可能位置的区域的长度为l,则( )
A.θ=90°时,l=9.1cm
B.θ=60°时,l=9.1cm
C.θ=45°时,l=4.55cm
D.θ=30°时,l=4.55cm
【答案】A
【解析】电子在磁场中受洛伦兹力作用做匀速圆周运动,根据洛伦兹力大小计算公式和向心力公式有:,解得电子圆周运动的轨道半径为 .恰好有,,由于电子源s可向纸面内意方n发射电子,因此电子的运动轨团将是过5点的一系列半径为,的等大圆,能够打到板W上的区域范围如下图所示,实线5表示电子刚好经过板N端时的轨迹,实线54表示电子轨机刚好与板相切于A点时的九r,因此电子打在板上可能位置的区域的长度为
又由题设选项可知W与直线的夹角不定,但要使电子轨迹与MN板相切,根据图中几何关系可知,
此时电子的轨团圆心C落在与MN距离为r,的平行线上,如下图所示,当=4.55cm即时,即A点与板0
点重合,作出电子轨边如下图中实线,由图中几何关系可知,出时与MN的夹角=300 , 故选项
C错误:选项D正确:当l=9.1cm即时即A点与板M端重合作出电子轨团如下图中实线,由图中几
何关系可知出时与MN的夹角=900:,故选项A正确选项B错误,
【考点精析】认真审题,首先需要了解磁现象和磁场(磁现象的电本质:一切磁现象都可归结为运动电荷(或电流)之间通过磁场而发生的相互作用;磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围的一种物质;磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用),还要掌握电磁场与电磁波(变化的磁场能够在周围空间产生电场,变化的电场能够在周围空间产生磁场;周期性变化的电场和磁场总是互相转化,互相激励,交替产生,由发生区域向周围空间传播,形成电磁波)的相关知识才是答题的关键.