(12分)如图,从阴极K发射的热电子,重力和初速度均不计,通过加速电场后,沿图示虚线垂直射入匀强磁场区,磁场区域足够长,宽度为L=2.5cm。已知加速电压为U=182V,磁感应强

◎ 题目

(12分)如图,从阴极K发射的热电子,重力和初速度均不计,通过加速电场后,沿图示虚线垂直射入匀强磁场区,磁场区域足够长,宽度为L=2.5cm。已知加速电压为U=182V,磁感应强度B=9.1×10-4T,电子的电量,电子质量。求:

(1)电子在磁场中的运动半径R
(2)电子在磁场中运动的时间t (结果保留)
(3)若加速电压大小可以改变,其他条件不变,为使电子在磁场中的运动时间最长,加速电压U应满足什么条件?

◎ 答案

(1)0.05m(2)(3)

◎ 解析


试题分析:(1)加速电场由动能定理得
             (1分)
解得      (1分)
电子在磁场做圆周运动,有牛顿第二定律     (1分)
解得             (1分)
(2)磁场中运动的周期     (1分)

如图所示由几何关系      则   (1分)
             (2分)
(3)如图所示,电子在磁场中的运动时间最长时,圆心角为  

当运动轨迹与磁场右界相切时,        (1分)
依题意
                 (2分)
所以            (1分)

◎ 知识点

    专家分析,试题“(12分)如图,从阴极K发射的热电子,重力和初速度均不计,通过加速电场后,沿图示虚线垂直射入匀强磁场区,磁场区域足够长,宽度为L=2.5cm。已知加速电压为U=182V,磁感应强…”主要考查了你对  【带电粒子在复合场中的运动】  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。

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