如图所示,电子电量为e=1.6×10-19C,质量为m=9.0×10-31kg,在O点以水平速度v0=8.0×106m/s沿极板中心飞入平行板电容器,已知两极板间距为d=16cm,板长为l=16cm,电子恰好从

◎ 题目

如图所示,电子电量为e=1.6×10-19C,质量为m=9.0×10-31kg,在O点以水平速度v0=8.0×106m/s沿极板中心飞入平行板电容器,已知两极板间距为d=16cm,板长为l=16cm,电子恰好从上极板的边缘飞出,进入垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,区域足够大,电子在磁场力的作用下又恰好从下极板边缘进入电场,并在进入电场瞬间改变极板电性,电压大小不变,(电子重力不计)求:
(1)电子第一次通过电场所花的时间.
(2)两极板间的电压大小.
(3)磁场的磁感应强度B为多少?
(4)请在图中画出电子在电场和磁场中运动的所有轨迹(不要求计算).

◎ 答案

(1)粒子在电场中做类似平抛运动,平行极板方向,电子做匀速直线运动,有:
t=
l
v0
=
0.16
8×106
=2×108s
(2)垂直极板方向,电子做初速度为零的匀加速直线运动,有:
y=
1
2
at2
根据牛顿第二定律,有:
a=
eU
dm

解得:
U=
2mdy
et2
=
2×9×10-31×0.16×
0.16
2
1.6×10-19×(2×108)2
=360V
(3)粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律,有:
evtB=m
v2t
R

其中:vt=

v20
+(at)2
=8

2
×106m/s
由几何关系得:
R=0.8

2
m
故:B=
mvt
eR
=
9×1
  • 最新内容
  • 相关内容
  • 网友推荐
  • 图文推荐