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匀强磁场的磁感应强度为B,宽度为d,边界为CD和EF.一电子从CD边界外侧以速率...

manfen5.com 满分网匀强磁场的磁感应强度为B,宽度为d,边界为CD和EF.一电子从CD边界外侧以速率v垂直射入匀强磁场,入射方向与CD边界间夹角为θ.已知电子的质量为m,电荷量为e,为使电子能从磁场的另一侧EF射出,求电子的速率v至少多大?若θ角可取任意值,半径的最小值是多少?
粒子在磁场中做匀速圆周运动,当其轨迹恰好与EF边相切时,轨迹半径最小,对应的速度最小.由几何知识求出,再牛顿定律求出速度的范围.运用数学知识,由θ的取值来确定速度的最小,从而求出半径的最小值. 【解析】 如图所示.电子恰好从EF边射出时,由几何知识可得: r+rcosθ=d…①  由牛顿第二定律:      得:r=…② 由①②得:v=…③ 故电子要射出磁场,速率至少应为      由③式可知,θ=0°时,v=最小, 由②式知此时半径最小,rmin=, 也可由轨迹分析得出上述结论. 答:为使电子能从磁场的另一侧EF射出,求电子的速率v至少为 ;若θ角可取任意值,v的最小值是.
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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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