题目内容
某仪器用电场和磁场来控制电子在材料表面上方的运动，如图所示，材料表面上方矩形区域PP′N′N充满竖直向下的匀强电场，电场宽为d；矩形区域NN′M′M充满垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，长为3s，宽为s；NN′为磁场与电场之间的薄隔离层。一个电荷量为e、质量为m、初速为零的电子，从P点开始被电场加速经隔离层垂直进入磁场，电子每次穿越隔离层，时间极短、运动方向不变，其动能损失是每次穿越前动能的10%，最后电子仅能从磁场边界M′N′飞出。不计电子所受重力。
（1）控制电子在材料表面上方运动，最大的电场强度为多少？
（2）若电子以上述最大电场加速，经多长时间将第三次穿越隔离层？
（3）A是M′N′的中点，若要使电子在A、M′间垂直于AM′飞出，求电子在磁场区域中运动的时间。
（1）控制电子在材料表面上方运动，最大的电场强度为多少？
（2）若电子以上述最大电场加速，经多长时间将第三次穿越隔离层？
（3）A是M′N′的中点，若要使电子在A、M′间垂直于AM′飞出，求电子在磁场区域中运动的时间。
（1）
（2）
（3）
（2）（3）(1)电子第一次穿越隔离层，在磁场中以最大半径s作圆周运动时，电场强度最大，设进入磁场的速度为v
由
（2分）
（2分）
得：E= （1分）
（2）电子第一次加速的末速度为v1，第一次加速的时间为t1，
由
（2分）
（2分）
在磁场中作圆周运动时间为t2，由：T＝
得：
（2分）
电子再返回电场的速度为v2，至第三次穿越隔离层的时间为t3
（2分）
（2分）
（1分）
(3)设电子在匀强磁场中做圆周运动的周期为T，运动的半圆周个数为n，运动总时间为t.
由题意，有：
＋Rn＋1＝3s，
R1≤s，Rn＋1＝0.9nR1，Rn＋1≥
得：n＝2 （4分）
又由：T＝
得：t＝ （2分）
由
（2分） （2分） 得：E=
（1分）（2）电子第一次加速的末速度为v1，第一次加速的时间为t1，
由
（2分） （2分）在磁场中作圆周运动时间为t2，由：T＝
得：
（2分）电子再返回电场的速度为v2，至第三次穿越隔离层的时间为t3
（2分） （2分） （1分）(3)设电子在匀强磁场中做圆周运动的周期为T，运动的半圆周个数为n，运动总时间为t.
由题意，有：
＋Rn＋1＝3s，R1≤s，Rn＋1＝0.9nR1，Rn＋1≥
得：n＝2 （4分）
又由：T＝
得：t＝
（2分）
练习册系列答案
相关题目
, 求它的横坐标的数值。
都在y轴上，B端在x轴上，
与y轴负方向夹角θ=60º。在坐标系的第一、四象限不同区域内存在着四个垂直于水平面的匀强磁场， a、b、c为磁场的理想分界线，它们的直线方程分别为
；在a、b所围的区域Ⅰ和b、c所围的区域Ⅱ内的磁感应强度分别为
、
，第一、四象限其它区域内磁感应强度均为
。当一质量m =1.2×10﹣5
、电荷量q =1.0×10﹣6C，直径略小于绝缘管内径的带正电小球，自绝缘管A端以v =2.0×10﹣2 m/s的速度垂直y轴射入管中，在以后的运动过程中，小球能垂直通过c、a，并又能以垂直于y轴的速度进入绝缘管而做周期性运动。求：
＝37°，导轨上端电阻R＝0.8?，其他电阻不计，导轨放在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝0．4T。金属棒ab从上端由静止开始下滑，金属棒ab的质量m＝0.1kg。 (sin37°＝0.6，g＝10m/s2)
，磁感应强度
，磁场方向水平且垂直纸面向里，当一束质荷比为
的正离子流（其重力和离子间相互作用不计）以一定的速度从电磁场的正方体区域的左侧边界中点射入，如图所示。（计算结果保留两位有效数字）