题目内容

如图,匀强磁场的磁感应强度为B,一束电量为e、质量为m的电子以某一速度沿垂直于磁场线并平行于d的方向射入磁场.已知电子飞出磁场时的速度方向和原来入射方向之间的夹角是30°,则电子的初速度为
2eBd
m
2eBd
m
,通过磁场的时间为
πm
6eB
πm
6eB
分析:(1)电子垂直射入匀强磁场中,只受洛伦兹力作用做匀速圆周运动,画出轨迹,由几何知识求出轨迹的半径,由牛顿第二定律求出电子的初速度.
(2)由几何知识求出轨迹所对的圆心角α,结合周期公式求出穿越磁场的时间..
解答:解:粒子的运动轨迹图如图所示,根据几何关系有:r=
d
sin30°
=2d
    根据洛伦兹力提供向心力得,Bev=m
v2
r

    解得电子的初速度v=
2eBd
m

    电子的周期T=
2πm
eB

     所以电子穿越磁场的时间t=
30°
360°
T=
1
12
2πm
eB
=
πm
6eB

答:电子的初速
2eBd
m
,通过磁场的时间为
πm
6eB
点评:本题是带电粒子在匀强磁场中圆周运动问题,关键要画出轨迹,根据圆心角求时间,由几何知识求半径是常用方法.
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