问题
问答题
如图所示,一束电子(电量为e)以速度v0垂直射入磁感应强度为B,宽为d的匀强磁场中,电子穿出磁场的速度方向与电子原来的入射方向的夹角为30°,(电子重力忽略不计)
求:
(1)电子的质量是多少?
(2)穿过磁场的时间是多少?
(3)若改变初速度大小,使电子刚好不能从A边射出,则此时速度v是多少?
答案
(1)电子在磁场中运动,只受洛伦兹力作用,故其轨迹是圆弧的一部分,又因为F洛⊥v,故圆心在电子穿入和穿出磁场时受到洛伦兹力指向的交点上,设圆心为O点.如图所示.
由几何知识可知,圆心角θ=30°,OC为半径r,则得
r=
=2dd sin30°
又由r=
得mv eB
得m=2dBe v0
(2)电子穿过磁场的时间是t=
T=30° 360°
T1 12
由于T=
,故t=2πm eB
=2πm 12Be πd 3v0
(3)电子刚好不能从A边射出时,轨迹恰好与磁场右边界相切,由几何知识得R=2d,
由R=
=2dmv eB
得v=
v0.1 2
答:
(1)电子的质量是
.2dBe v0
(2)穿过磁场的时间是
.πd 3v0
(3)若改变初速度大小,使电子刚好不能从A边射出,则此时速度v是
v0.1 2