题目内容


    自由电子激光器是利用高速电子束射入方向交替变化的磁场,使电子在磁场中摆动着前进,进而产生激光的一种装置。在磁场中建立与磁场方向垂直的平面坐标系xoy,如图甲所示。方向交替变化的磁场随x坐标变化的图线如图乙所示,每个磁场区域的宽度,磁场的磁感应强度大小T,规定磁场方向垂直纸而向外为正方向。现将初速度为零的电子经电压V的电场加速后,从坐标原点沿x轴正方向射入磁场。电子电荷量C,电子质量m取kg,不计电子的重力,不考虑电子因高速运动而产生的影响。
    (1)电子从坐标原点进入磁场时的速度大小为多少?
    (2)请在图甲中画出x=0至x=4L区域内电子在磁场中运动的轨迹,计算电子通过图中各磁场区域边界时位置的纵坐标并在图中标出;
    (3)从x=0至x=NL(N为整数)区域内电子运动的平均速度大小为多少?

 
 
 
解:(1) , (2)如图甲所示,进入磁场区域后, 同理可得, 电子的运动轨迹如图乙所示 (3)磁场方向变化N次时, ,, 电子运动时间,, , 电子运动的平均速度 ,
练习册系列答案
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