图中的S是能在纸面内360°范围内发射电子的电子源,所发射出的电子速率均相同.MN是一块足够大的竖直挡板,与电子源S的距离OS=L,挡板的左侧分布着方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.设电子的质量为m,带电量为e,求:
(1)要使电子源发射的电子能达到挡板,则发射的电子速率至少要多大?
(2)若电子源发射的电子速率为eBL/m,挡板被电子击中的范围有多大?要求在图中画出能击中挡板的距O点上下最远的电子运动轨迹.
(1)由于电子源发出的平行于挡板的电子在磁场中做匀速圆周运动.若半径为L/2时,刚好到达挡板,因而电子的最小速率必须满足
①
解得最小速率 ②
(2)所有从电子源S发出的电子都将在磁场中做圆周运动,因为电子速率都相同,故圆周运动半径R也相同,均为: ③
由于半径为L的圆周上,任意两点的最长距离为直径2 L,故在O点上侧、与S相距为2 L的a点为电子击中挡板的最远点(见下图),所以 ④
又初速沿SO方向的电子恰好在O点侧与挡板相切于b点,此b点为击中挡板下侧的最远点,其余沿SO下方发射的电子无法与挡板相碰,由圆的知识得:
⑤
综上所述,电子击中挡板MN的范围为 ⑥
能击中挡板的距O点上下最远的电子运动轨迹如图所示.
评分标准:本题10分,①③两式每式2分,②④⑤⑥式分别1分,画出电子运动的轨迹再给2分.
科目:高中物理 来源: 题型:038
图中的S是能在纸面内的360°方向发射电子的电子源,所发射出的电子速率均相同。MN是一块足够大的竖直挡板,与电子源S的距离OS=L,挡板的左侧分布着方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感强度为B。设电子的质量为m,带电量为e,问:要使电子源发射的电子能达到挡板,则发射的电子速率至少要多大?
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科目:高中物理 来源:物理教研室 题型:038
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科目:高中物理 来源: 题型:038
图中的S是能在纸面内的360°方向发射电子的电子源,所发射出的电子速率均相同。MN是一块足够大的竖直挡板,与电子源S的距离OS=L,挡板的左侧分布着方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感强度为B。设电子的质量为m,带电量为e,问:若电子源发射的电子速率为eBl/m,挡板被电子击中的范围有多大?
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科目:高中物理 来源:物理教研室 题型:038
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