题目内容

如图,在xoy平面内,MN和x轴之间有平行于y轴的匀强电场和垂直于xoy平面的匀强磁场.y轴上离坐标原点4L的A点处有一电子枪,可以沿+x方向射出速度为v0的电子(质量为m,电量为e).如果电场和磁场同时存在,电子将做匀速直线运动.如果撤去电场,只保留磁场,电子将从x轴上距坐标原点3L的C点离开磁场.不计重力的影响.

求:

(1)磁感应强度B和电场强度E的大小和方向;

(2)如果撤去磁场,只保留电场,电子将从D点(图中未标出)离开电场.求D点的坐标;

(3)电子通过D点时的动能.

解:(1)只有磁场时,电子运动轨迹如图1所示         (1分)

    洛仑兹力提供向心力            (1分)

    由几何关系    R2 = (3L)2 + (4L - R )2        (2分)

        求出        垂直纸面向里    (2分)

    电子做匀速直线运动  Ee = Bev0                        (1分)


        求出         沿y轴负方向 (2分)

(2)只有电场时,电子从MN上的D点离开电场,如图2所示   (1分)

     设D点横坐标为x  x = v0 t                 (1分)

        (1分)

          求出D点的横坐标为  (1分)

纵坐标为   y = 6L           (1分)

   (3)从A点到D点,由动能定理

               (2分)

    求出           (2分)

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