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如图所示,一束电子流以速率v从A 点射入,通过一个处于矩形空间的匀强磁场,进入磁场时的速度方向与磁感线垂直且沿 AB 边,若电子刚好从矩形磁场的 C 点离开磁场.(已知电子电量为e,质量为m,矩形磁场的边长AB=
3
a,AD=a)求:
( l )该磁场的磁感应强度大小?( 2 )电子在磁场中的飞行时间?
分析:(1)找出圆心,画出轨迹,根据几何关系求出半径,再结合洛伦兹力提供向心力列式求解;
(2)根据时间等于弧长除以速度求解.
解答:解:(1)画出运动轨迹,如图所示

由几何关系:R=2a;
洛伦兹力提供向心力,有evB=m
v2
R
  
解得:B=
mv
2ae

(2)设圆心角为θ
sinθ=
3
2
   θ=
π
3

故时间为:t=
S
v
=
R?
π
3
v
=
2a?
π
3
v
=
2πa
3v

答:( l )该磁场的磁感应强度大小为
mv
2ae

( 2 )电子在磁场中的飞行时间
2πa
3v
点评:本题关键是找出圆心,画出轨迹,然后根据几何关系求出半径,最后根据洛伦兹力提供向心力列式求解.
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3
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1.电子进入平行板间的速度多大?

2.至少在平行板上加多大电压U2才能使电子不再飞出平行板?(电子电量e=1.6×10-19C,电子的质量m=9×10-31kg)

 

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