题目内容
平行金属板M、N间距离为d。其上有一内壁光滑的半径为R的绝缘圆筒与N板相切,切点处有一小孔S。圆筒内有垂直圆筒截面方向的匀强磁场,磁感应强度为B。电子与孔S及圆心O在同一直线上。M板内侧中点处有一质量为m,电荷量为e的静止电子,经过M、N间电压为U的电场加速后射入圆筒,在圆筒壁上碰撞n次后,恰好沿原路返回到出发点。(不考虑重力,设碰撞过程中无动能损失)求:
(1)电子到达小孔S时的速度大小;
(2)电子第一次到达S所需要的时间;
(3)电子第一次返回出发点所需的时间。
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(1)设加速后获得的速度为v ,根据
,得v=
(2)设电子从M到N所需时间为t1
则
得![]()
(3)电子在磁场做圆周运动的周期为
电子在圆筒内经过n次碰撞回到S,每段圆弧对应的圆心角θ1=π-
n次碰撞对应的总圆心角θ=(n+1)θ1=(n+1)π-2π=(n-1) π
在磁场内运动的时间为t2,![]()
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(n=1,2,3,……)
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