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manfen5.com 满分网如图所示,平行于直角坐标系y轴的PQ是用特殊材料制成的,只能让垂直打到PQ界面上的电子通过.其左侧有一直角三角形区域,分布着方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,其右侧有竖直向上场强为E的匀强电场.现有速率不同的电子在纸面上从坐标原点O沿不同方向射到三角形区域,不考虑电子间的相互作用.已知电子的电荷量为e,质量为m,在△OAC中,OA=a,θ=60°(即.∠AOC=60°)求:
(1)能通过PQ界面的电子所具有的最大速度是多少?
(2)在PQ右侧x轴上什么范围内能接收到电子.
(1)电子在匀强磁场中,仅在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动,由半径的公式可知,半径越大则运动速度越大.从而由最大半径来确定最大速度; (2)由题意可知,电子均是垂直进入匀强电场,则仅仅在电场力作用下,做类平抛运动,由平抛运动处理规律可得,x轴上能接收到电子的范围. 【解析】 (1)要使电子能通过PQ界面,电子飞出磁场的速度方向必须水平向右, 由Bev=知,r越大v越大,从C点水平飞出的电子,运动半径最大,对应的速度最大, 即r=2a时,电子的速度最大    由Bev=    得:vmax= (2)粒子在电场中做类平抛运动,将其运动分解成垂直电场强度方向与沿着电场强度方向. 则有,电场强度方向做初速度为零的匀加速度直线运动:a=t2 垂直电场强度方向做匀速直线运动:x=vt 解得:xmax= 由此可知:PQ界面的右侧x轴上能接收电子的范围是(a,a+) 答:(1)能通过PQ界面的电子所具有的最大速度是; (2)在PQ右侧x轴上(a,a+)范围内能接收到电子.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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