如图所示,电子电量为e=1.6×10 -19 C,质量为m=9.0×10 -31 kg,在O点以水平速度v 0 =8.0

如图所示,电子电量为e=1.6×10 -19 C,质量为m=9.0×10 -31 kg,在O点以水平速度v 0 =8.0×10 6 m/s沿极板中心飞入平行板电容器,已知两极板间距为d=16cm,板长为l=16cm,电子恰好从上极板的边缘飞出,进入垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,区域足够大,电子在磁场力的作用下又恰好从下极板边缘进入电场,并在进入电场瞬间改变极板电性,电压大小不变,(电子重力不计)求:
(1)电子第一次通过电场所花的时间.
(2)两极板间的电压大小.
(3)磁场的磁感应强度B为多少?
(4)请在图中画出电子在电场和磁场中运动的所有轨迹(不要求计算).
zxcasdqwe1 1年前 已收到1个回答 举报

ddggmk 幼苗

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(1)粒子在电场中做类似平抛运动,平行极板方向,电子做匀速直线运动,有:
t=
l
v 0 =
0.16
8×1 0 6 =2×10 8 s
(2)垂直极板方向,电子做初速度为零的匀加速直线运动,有:
y=
1
2 at 2
根据牛顿第二定律,有:
a=
eU
dm
解得:
U=
2mdy
e t 2 =
2×9×1 0 -31 ×0.16×
0.16
2
1.6×1 0 -19 ×(2×1 0 8 ) 2 =360V
(3)粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律,有:
ev t B=m

v 2t
R
其中:v t =

v 20 +(at ) 2 =8
2 ×10 6 m/s
由几何关系得:
R=0.8
2 m
故: B=
m v t
eR =
9×1 0 -31 ×8
2 ×1 0 6
1.6×1 0 -19 ×0.08
2 =5.625×10 -4 T
(4)如图所示

答:(1)电子第一次通过电场所花的时间为2×10 8 s.
(2)两极板间的电压大小为360V.
(3)磁场的磁感应强度B为5.625×10 -4 T.
(4)电子在电场和磁场中运动的所有轨迹如图所示.

1年前

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