Question

【题目】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）磁场的方向应该垂直纸面向里还是向外？
（2）速度为多大的电子才能通过小S?

Answer 1

【答案】
（1）

由题意可知，平行板产生的电场强度E方向向下，使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f＝evB，当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。

所以evB＝eE

即 ,又 ，所以

所以v＝105 m/s

即只有速率为105 m/s的电子可以通过小孔S。

【解析】（1）利用左手定则判断洛伦兹力方向（2）关键是分析出当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 ， 进而得出evB＝eE。
【考点精析】解答此题的关键在于理解洛伦兹力的相关知识，掌握洛伦兹力始终垂直于v的方向，所以洛伦兹力一定不做功．