问题 问答题

如图所示,一个电子(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,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)标出电子在磁场中的轨迹的圆心O

(2)求电子在磁场中的轨道半径是多少?

(3)电子的质量是多少?

(4)电子穿过磁场的时间是多少?

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⊥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.

(2)由几何知识可知,圆心角θ=30°,OC为半径r,则得

r=

d
sin30°
=2d

(3)又由qvB=

mv2
r

m=

2dBe
v0

(4)电子穿过磁场的时间是t=

30°
360°
T=
1
12
T

由于T=

2πm
eB
,故t=
πm
6Be

答:(1)标出电子在磁场中的轨迹的圆心O如图;(2)电子在磁场中的轨道半径是2d;(3)电子的质量是

2dBe
v0
;(4)电子穿过磁场的时间是
πm
6Be

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