综合题20.0分
物理

在直角坐标系xOy的第一象限区域中,有沿y轴正方向的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场(图中未画)。在x=4L处垂直于x轴放置一荧光屏,与x轴的交点为Q。电子束以相同的速度v从y轴上的区间垂直于电场和磁场方向进入场区,所有电子均做匀速直线运动。忽略电子间的相互作用力,不计重力,电子的质量为m,所带电量的绝对值为q,磁场的磁感应强度为。求:

18.电场强度的大小;

19.若撤去电场,并将磁场反向,求从y=0.5L处射入的电子经多长时间打到荧光屏上;

20.若撤去磁场,求电子打到荧光屏距Q点的最远距离。

第1小题正确答案及相关解析

正确答案



解析

电子做匀速直线运动,则

电场强度为

考查方向

带电粒子在复合场中的运动

解题思路

电子做匀速直线运动,由平衡条件即可求解。

易错点

抓不住关键:电子做匀速直线运动。

第2小题正确答案及相关解析

正确答案



解析

电子做圆周运动

圆心角

电子做圆周运动的周期

电子做圆周运动的时间

电子离开场区之后的运动时间

电子打到荧光屏上的时间

考查方向

带电粒子在复合场中的运动

解题思路

电子在第一项限做匀速圆周运动,由圆周运动的规律求出时间t1;离开磁场后在第四项限做匀速直线运动,求出时间t2,两段相加即可。

易错点

不能正确的分析电子的运动情况,时间分两段计算。

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

Hm=4L

解析

设电子在电场中运动时间为t,竖直方向位移为y,水平位移为x,则

解得:      

设电子穿出电场时的速度方向与x轴的夹角为θ,则

电子打到荧光屏上距离Q点的距离

由数学知识得:当y=2L时,H有最大值,最大值为Hm=4L

考查方向

带电粒子在复合场中的运动

解题思路

电子做类平抛运动,由平抛运动的规律和几何关系即可求解。

易错点

不能正确的分析电子的运动情况。