题目内容

13.洛伦兹力演示仪是由励磁线圈、洛伦兹力管和电源控制部分组成的,其部分结构如图所示.现给励磁线圈通电,电子枪垂直磁场方向向左发射电子,形成如“结构示意图”所示的圆形径迹,则(  )
A.励磁线圈通有逆时针方向的电流
B.若只增大加速电压,可以使电子流的圆形径迹半径增大
C.若只增大励磁线圈中的电流,可以使电子流的圆形径迹半径增大
D.若已知电子的比荷,灯丝发出的电子的初速为零,加速电压为U,则可通过测量圆形径迹的直径来估算两线圈间的磁感应强度

分析 根据电子所受洛伦兹力的方向结合右手定则判断励磁线圈中电流方向;根据动能定理表示出加速后获得的速度,然后根据洛伦兹力提供向心力推导出的表达式,再进行分析.

解答 解:A、根据电子所受洛伦兹力的方向,结合右手定则判断知,励磁线圈中电流方向是顺时针方向.故A错误;
B、电子在加速电场中加速,由动能定理得 eU=$\frac{1}{2}$mv02…①
电子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力充当向心力,有eBv0=m$\frac{{mv}_{0}^{2}}{r}$…②
解得:r=$\frac{m{v}_{0}}{eB}=\frac{1}{B}\sqrt{\frac{2mU}{e}}$…③
可知,只增大加速电压,可以使电子流的圆形径迹的半径增大.故B正确;
C、由③得:只增大线圈中的电流,则B增大,可以使电子流的圆形径迹的半径减小.故C错误;
D、若两线圈间的磁感应强度已知,灯丝发出的电子的初速为零,加速电压为U,则由以上分析可知:$\frac{e}{m}=\frac{2U}{{r}^{2}{B}^{2}}$,即可通过测量圆形径迹的直径来估算电子的比荷.故D正确.
故选:BD.

点评 本题考查了粒子在磁场中运动在实际生活中的应用,正确分析出仪器的原理是关键,要掌握磁场中粒子圆周运动的半径和周期公式.

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