问题
计算题
如图,在xoy平面内,MN和x轴之间有平行于y轴的匀强电场和垂直于xoy平面的匀强磁场,y轴上离坐标原点4 L的A点处有一电子枪,可以沿+x方向射出速度为v0的电子(质量为m,电量为e)。如果电场和磁场同时存在,电子将做匀速直线运动。如果撤去电场,只保留磁场,电子将从x轴上距坐标原点3L的C点离开磁场。不计重力的影响,求:
(1)磁感应强度B和电场强度E的大小和方向;
(2)如果撤去磁场,只保留电场,电子将从D点(图中未标出) 离开电场,求D点的坐标;
(3)电子通过D点时的动能。
答案
解:(1)只有磁场时,电子运动轨迹如图所示:
洛仑兹力提供向心力
由几何关系
求出,垂直纸面向里
电子做匀速直线运动
求出,沿y轴负方向
(2)只有电场时,电子从MN上的D点离开电场,如图所示:
设D点横坐标为
,
求出D点的横坐标为
纵坐标为
(3)从A点到D点,由动能定理
求出