题目内容

如图所示,真空中狭长区域内分布有磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直纸面向里,区域的宽度为d,CD、EF为区域的边界.现有一束电子(电荷量为e,质量为m)以速率v从CD侧垂直于磁场与CD边成角射入,为使电子能从另一侧EF射出,则电子的速率v应满足什么条件.

答案:
解析:

  讲析:这是个临界问题,关键是求出刚好穿出磁场时,速度等于多少,求该速度的关键是画出运动的临界情况的轨迹.

  电子从P点入射后受f洛作用将做顺时针方向的匀速圆周运动,其轨迹是一段圆弧,先画出如图所示的整个圆,根据题意,可在我们已画好的圆上确定入射点P,画出磁场的左边界CD;假定磁场的右边界可移动,我们再画一条与CD边平行的直线EF(磁场的右边界),并逐渐向圆靠近,则当EF与圆相切时,就是电子能从EF射出的临界情况.

  设此时圆弧与右边相切时的半径为r0,依题意,磁场宽度一定,故只有当圆的半径r>r0时才能满足要求.根据圆的几何知识,可得r0+r0cos=d,

  

  点评:对于直线型边界的情况,先画出圆后,可以根据题意调整边界线的位置来找长度间的几何关系.


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