如图,ABCD是边长为a的正方形.质量为m、电荷量为e的电子以大小为v0的初速度沿纸面垂直于BC变射入正方形区域.在正方形内适当区域中有匀强磁场.电子从BC边上的任意点入射,都只
◎ 题目
如图,ABCD是边长为a的正方形.质量为m、电荷量为e的电子以大小为v0的初速度沿纸面垂直于BC变射入正方形区域.在正方形内适当区域中有匀强磁场.电子从BC边上的任意点入射,都只能从A点射出磁场.不计重力,求: (1)此匀强磁场区域中磁感应强度的方向和大小; (2)此匀强磁场区域的最小面积. |
◎ 答案
(1)设匀强磁场的磁感应强度的大小为B.令圆弧
应指向圆弧的圆心,因而磁场的方向应垂直于纸面向外.圆弧
联立①②式得B=
(2)由(1)中决定的磁感应强度的方向和大小,可知自C点垂直于BC入射电子在A点沿DA方向射出,且自BC边上其它点垂直于入射的电子的运动轨道只能在BAEC区域中.因而,圆弧
为了决定该磁场区域的另一边界,我们来考察射中A点的电子的速度方向与BA的延长线交角为θ(不妨设0≤θ<
图中,圆
这意味着,在范围0≤θ≤
因此,所求的最小匀强磁场区域时分别以B和D为圆心、a为半径的两个四分之一圆周
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