分析 (1)由幾何知識(shí)求出從Q點(diǎn)射出的電子的軌道半徑,然后應(yīng)用牛頓第二定律求出磁感應(yīng)強(qiáng)度,由左手定則判斷出磁場(chǎng)的方向;
(2)求出電子做圓周運(yùn)動(dòng)的臨界半徑,然后應(yīng)用牛頓第二定律求出電子的臨界速度,再確定電子的速度范圍.
解答 解:(1)由幾何知識(shí)可得,從Q點(diǎn)射出的電子的半徑:$R=\frac{l}{2sinθ}$,
電子做圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,由牛頓運(yùn)動(dòng)定律得:
$evB=m\frac{{{v_0}^2}}{R}$,
解得:$B=\frac{{2m{v_0}sinθ}}{el}$,
電子在磁場(chǎng)中沿逆時(shí)針?lè)较蜃鰣A周運(yùn)動(dòng),由左手定則可知:磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向外;
(2)設(shè)能從OP射出粒子的運(yùn)動(dòng)最大半徑為r,則:r+rsinθ=3l,
解得:$r=\frac{3l}{1+sinθ}$,
設(shè)相應(yīng)的最大速度為v,根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律得:$evB=m\frac{v^2}{r}$,
解得:$v=\frac{6sinθ}{1+sinθ}{v_0}$,
即速度滿足的條件為:$v≤\frac{6sinθ}{1+sinθ}{v_0}$;
答:(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為$\frac{2m{v}_{0}sinθ}{el}$,方向:垂直紙面向外;
(2)要使全部電子能從OP間射出,電子速率的取值范圍是:$v≤\frac{6sinθ}{1+sinθ}{v_0}$.
點(diǎn)評(píng) 電子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,分析清楚電子運(yùn)動(dòng)過(guò)程,求出電子做圓周運(yùn)動(dòng)半徑是正確解題的關(guān)鍵,應(yīng)用牛頓第二定律可以解題.
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A. | 加速度 | B. | 速度 | C. | 位移 | D. | 動(dòng)能 |
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A. | 向左拉出和向右拉出所產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相反 | |
B. | 不管向什么方向拉出,只要產(chǎn)生感應(yīng)電流方向都是順時(shí)針 | |
C. | 向右勻速拉出時(shí),感應(yīng)電流大小不變 | |
D. | 不管向什么方向拉出,只要產(chǎn)生感應(yīng)電流方向都是逆時(shí)針 |
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