题目内容

【题目】如图所示,在xOy平面上第I象限内有平行于轴的有界匀强电场,方向如图,在第IV象限过点放一张垂直于xOy平面的感光胶片(感光胶片足够长),Q点的坐标为(0,L),在x轴和感光胶片间有方向垂直纸面向外的匀强磁场。y轴上一点P的坐标为(0.,L),有一电子以垂直于y轴的初速度v0从P点垂直射入电场中,并从A点射出,A点坐标为(2L,0)。已知电子的电荷量大小为e,质量为m,不计电子的重力。

(1)求匀强电场的场强大小;

(2)为使第一次进入第Ⅳ象限的电子都能在感光胶片上曝光,求满足条件的所有磁感应强度B的值

【答案】(1) (2)

【解析】

(1)电子在匀强电场中做类平抛运动,由类平抛运动知识可以求出匀强电场的场强.

(2)求出电子进入磁场时的速度,电子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由数学知识求出轨道半径,由牛顿第二定律可以求出磁感应强度.

(1)电子在匀强电场中做类平抛运动,
沿x轴方向:2L=v0t,
沿y轴方向:,
解得:;
(2)离开电场时,电子沿y轴方向的速度:,
离开电场时,设速度与x轴正向夹角为θ,
则tanθ=,解得:θ=45°,
设离开电场时的速度为v,则,
进入磁场后,电子以速度v做匀速圆周运动,设半径为R,
由牛顿第二定律得:evB=m,
当电子刚好打在感光胶片时,由几何关系得:Rcosθ=R-L,

解得:R=(2+)L,
解得:,
为使第一次进入第Ⅳ象限的电子都能在感光胶片上曝光, ;

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