如图所示,质量为m、电荷量为e的电子从坐标原点O处沿xOy平面射入第一象限内,射入时的速度方向不同,但大小均为v0.现在某一区域内加一方向向外且垂直于xOy平面的匀强磁场,磁
◎ 题目
如图所示,质量为m、电荷量为e的电子从坐标原点O处沿xOy平面射入第一象限内,射入时的速度方向不同,但大小均为v0.现在某一区域内加一方向向外且垂直于xOy平面的匀强磁场,磁感应强度大小为B,若这些电子穿过磁场后都能垂直地射到与y轴平行的荧光屏MN上,求: (1)电子从 y轴穿过的范围; (2)荧光屏上光斑的长度; (3)所加磁场范围的最小面积。 |
◎ 答案
(1)设粒子在磁场中运动的半径为R,由牛顿第二定律得: ev0B=m (2分) 即R= (1分) 电子从 y轴穿过的范围OM =2R=2 (3分) (2)如图所示,初速度沿x轴正方向的电子沿弧OA运动到荧光屏MN上的P点; (1分) 初速度沿y轴正方向的电子沿弧OC运动到荧光屏MN上的Q点 (1分) 由几何知识可得:PQ=R= (3分) (3)取与x轴正方向成θ角的方向射入的电子为研究对象,其射出磁场的点为E(x,y),因其射出后能垂直打到屏MN上,故有: x=-Rsin θ y=R+Rcos θ 即 x2+(y-R)2=R2 又因为电子沿x轴正方向射入时,射出的边界点为A点;沿y轴正方向射入时,射出的边界点为C点,故所加最小面积的磁场的边界是以(0,R)为圆心、R为半径的圆的一部分,如图乙中实线圆弧所围区域,所以磁场范围的最小面积为: S=πR2+R2-πR2=(+1)()2 (8分) |
◎ 解析
略 |
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,质量为m、电荷量为e的电子从坐标原点O处沿xOy平面射入第一象限内,射入时的速度方向不同,但大小均为v0.现在某一区域内加一方向向外且垂直于xOy平面的匀强磁场,磁…”主要考查了你对 【磁场对运动电荷的作用:洛伦兹力、左手定则】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。- 最新内容
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