综合题14.0分
物理

(14分)如图所示,一束电子(电荷量为e)以速度v垂直射入磁感应强度为B,宽度为d的匀强磁场中,穿过磁场的速度方向与电子原来的入射方向的夹角为30°,求:

19.电子的质量是多少?

20.穿过磁场的时间是多少?

21.若改变初速度大小,使电子刚好不能从A边射出,则此时速度v′是多少?

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

m

解析

作出速度方向的垂线,如图所示:

设电子在磁场中运动轨道半径为r,电子的质量是m,由几何关系得r=2d

电子在磁场中运动,解得:,所以m.

考查方向

带电粒子在匀强磁场中的运动

解题思路

电子垂直射入匀强磁场中,只受洛伦兹力作用做匀速圆周运动,画出轨迹,由几何知识求出轨迹的半径,由牛顿第二定律求出质量.

易错点

关键正确作出轨迹图由几何关系得出粒子的运动半径.

教师点评

本题考查了带电粒子在匀强磁场中的运动,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与牛顿第二定律、带电粒子在匀强电场中的运动等知识点交汇命题.

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

电子运动轨迹对应的圆心角

θ=30°=

电子运动的周期T

电子穿过磁场的时间

考查方向

带电粒子在匀强磁场中的运动

解题思路

由几何知识求出轨迹所对的圆心角α,由求出时间.

易错点

关键画出粒子的运动轨迹,根据圆心角求时间.

教师点评

本题考查了带电粒子在匀强磁场中的运动,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与牛顿第二定律、带电粒子在匀强电场中的运动等知识点交汇命题.

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

电子刚好不能从A边射出(与右边界相切),此时电子的轨道半径为r′=d,由

考查方向

带电粒子在匀强电场中的运动

解题思路

电子刚好不能从A边射出,轨迹恰好与磁场右边界相切,由几何知识得到轨迹半径,即可由牛顿第二定律求得速度v.

易错点

关键画出粒子的运动轨迹,根据轨迹由几何关系求出半径.

教师点评

本题考查了带电粒子在匀强磁场中的运动,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与牛顿第二定律、带电粒子在匀强电场中的运动等知识点交汇命题.