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如图所示为一速度选择器,也称为滤速器的原理图。K为电子枪,由枪中沿KA方向射出的电子,速率大小不一。当电子通过方向互相垂直的均匀电场和磁场后,只有一定速率的电子能沿直线前进,并通过小孔S。设产生匀强电场的平行板间的电压为300 V,间距为5 cm,垂直纸面的匀强磁场的磁感应强度为0.06 T,问:
(1)磁场的指向应该向里还是向外?
(2)速度为多大的电子才能通过小孔S?
解:(1)由题图可知,平行板产生的电场强度E方向向下,带负电的电子受到的电场力FE=eE,方向向上。若没有磁场,电子束将向上偏转,为了使电子能够穿过小孔S,所加的磁场施于电子束的洛伦兹力必须是向下的。根据左手定则分析得出,B的方向垂直于纸面向里
(2)电子受到的洛伦兹力为:FB=evB,它的大小与电子速率v有关,只有那些速率的大小刚好使得洛伦兹力与电场力相平衡的电子,才可沿直线KA通过小孔S
据题意,能够通过小孔的电子,其速率满足下式:evB=eE,解得:v=
又因为,所以
将U=300 V,B=0.06 T,d=0.05 m代入上式,得v=105m/s,即只有速率为105 m/s的电子可以通过小孔S
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如图所示为一速度选择器,内有一磁感应强度为B,方向垂直纸面向外的匀强磁场,一束粒子流以速度v水平射人,为使粒子流经磁场时不偏转(不计重力),则磁场区域内必须同时存在一个匀强电场,关于这个电场场强大小和方向的说法中正确的是(  )

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如图所示为一速度选择器,内有一磁感应强度为B,方向垂直纸面向外的匀强磁场,一束粒子流以速度v水平射入,为使粒子流经磁场时不偏转(不计重力),则磁场区域内必须同时存在一个匀强电场,关于这处电场场强大小和方向的说法中,正确的是(  )

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如图所示为一速度选择器,内有一磁感应强度为B,方向垂直纸面向外的匀强磁场,一束粒子流以速度v水平射入,为使粒子流经磁场时不偏转(不计重力),则磁场区域内必须同时存在一个匀强电场,关于电场场强的大小和方向,以下说法中正确的是

A.大小为,粒子带正电时,方向向上      

B.大小为,粒子带负电时,方向向下

C.大小为Bv,方向向上,与粒子带何种电荷无关

D.大小为Bv,方向向下,与粒子带何种电荷无关

 

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如图所示为一速度选择器,内有一磁感应强度为B,方向垂直纸面向外的匀强磁场,一束粒子流以速度v水平射入,为使粒子流经磁场时不偏转(不计重力),则磁场

区域内必须同时存在一个匀强电场,关于这个电场的场强大小和方向的说法中,正确的是

A、大小为B/v,粒子带正电时,方向向上

B、大小为B/v,粒子带负电时,方向向下

C、大小为Bv,方向向下,与粒子带何种电荷无关

D、大小为Bv,方向向上,与粒子带何种电荷无关

 

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