题目内容

【题目】【加试题】如图甲所示,MN为两块带等量异种电荷的平行金属板, 为板上正对的小孔,N板右侧有两平面荧光屏相互垂直放置,在两屏内分别取垂直于两屏交线的直线为x轴和y轴,交点O为原点,在y>00<x<d的区域有垂直于纸面向外的匀强磁场,在y>0x>d的区域有垂直纸面向里的匀强磁场,两区域内有磁感应强度大小均为BM板左侧电子枪随时间均匀发射出初速度可以忽略的热电子,所有电子经小孔进入两板间的电场加速后,从O点处小孔沿x轴正方向射入磁场,最后打在荧光屏上,使得荧光屏发亮,已知电子的质量为m,电荷量为eMN两板间所加的电压如图乙所示,电子通过MN的时间极短,且不计电子间的相互作用,求:

1)当两板间电势差时,电子在磁场中运动的轨迹为多长;

2)在一个周期内打在y屏上的电子数占总电子数的比例为多少;

3x屏上的亮线长度为多少。

【答案】(1) (2) 66.7% (3)

【解析】解:(1根据动能定理,得

电子在磁场中

电子在磁场中运动的轨迹为

2)要使粒子打在y屏上,则半径r<d,即

所以一个周期内打在y的粒子占比为66.7%

3)分析可知,只有当时,即rd,粒子才能打到x屏上

时,r=d,此时打在x屏上的坐标为x1=2d

时, ,此时打在x屏上的坐标为

x屏上的亮线长度为△x=x2-x1=

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