Question

【题目】如图所示，用特殊材料制成的PQ界面垂直于x轴，只能让垂直打到PQ界面上的电子通过。PQ的左右两侧有两个对称的直角三角形区域，左侧的区域分布着方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，右侧区域内分布着竖直向上的匀强电场。现有速率不同的电子在纸面上从坐标原点O沿不同方向射向左侧三角形区域，不考虑电子间的相互作用。已知电子的电量为e，质量为m，在中，OA=l，。

（1）求能通过PQ界面的电子所具有的最大速度及其从O点入射时与y轴的夹角；

（2）若以最大速度通过PQ界面的电子刚好被位于x轴上的F处的接收器所接收，求电场强度E；

（3）在满足第（2）的情况下，求所有能通过PQ界面的电子最终穿越x轴的区间宽度。

Answer 1

【答案】（1），电子入射时与y轴的夹角为；（2）（3）

【解析】（1）由，当，，电子入射时与y轴的夹角为；

（2）由，，，解得；

（3）电子进入电场后做类平抛运动，出电场后做匀速直线运动穿越x轴，设类平抛运动的水平分位移为x1，竖直分位移为y1，出电场时速度方向与水平方向的夹角为β，出电场后做匀速直线运动的水平分位移为x2，其轨迹与轴的交点到PQ界面的距离为s。

则由，，，可得，；由，得，则，其中，

当时有，当或时，有，

所以宽度为