问题 问答题

如图所示,从阴极K发射的热电子(初速度不计)质量为m、电量为e,通过电压U加速后,垂直进入磁感应强度为B、宽为L的匀强磁场(磁场的上下区域足够大)中.求:

(1)电子进入磁场时的速度大小;

(2)电子离开磁场时,偏离原方向的距离.

答案

(1)设电子进入磁场时的速度为v

由动能定理有eU=

1
2
mv2

所以v=

2eU
m

(2)电子进入磁场后做匀速圆周运动,设运动半径为R

由牛顿第二定律得:evB=

mν2
R

所以  R=

eB

讨论:①若R>L,即U>

eL2B2
2m
.电子从磁场右边界离开

由几何关系知偏转距离为d=R-

R2-L2

代入数据并整理得d=

1
B
(
2mU
e
-
2mU
e
-B2L2
)

②若R≤L,即U≤

eL2B2
2m
,电子从磁场左边界离开

由几何关系知偏转距离为  d=2R    

代入数据并整理得d=

2
B
2mU
e

答:(1)电子进入磁场时的速度大小为

2eU
m

(2):①若R>L,电子离开磁场时,偏离原方向的距离

1
B
(
2mU
e
-
2mU
e
-B2L2
)

    ②若R≤L,电子离开磁场时,偏离原方向的距离

2
B
2mU
e

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