Question

兩塊金屬板a、b平行放置，板間存在與勻強電場正交的勻強磁場，假設電場、磁場只存在于兩板間的空間區域.一束電子以一定的初速度v₀從兩極板中間，沿垂直于電場、磁場的方向射入場中，無偏轉地通過場區，如圖8-3-13所示.已知板長l=10 cm，兩板間距d=3.0 cm，兩板間電勢差U=150 V，v₀=2.0×10⁷ m/s.求：

圖8-3-13

（1）求磁感應強度B的大��；

（2）若撤去磁場，求電子穿過電場時偏離入射方向的距離，以及電子通過場區后動能增加多少.（電子的比荷=1.76×10¹¹ C/kg，電子電荷量的大小e=1.60×10^-19 C）

Answer 1

思路點撥：電子重力較小可以忽略不計，當不同速率的帶電粒子進入正交的電場和磁場區域后，只有v=的粒子才能做勻速直線運動，這與粒子的質量和電荷量無關，所以這種裝置稱為速度選擇器.分析知洛倫茲力方向向上，電場力方向向下，兩力必須平衡.當撤去磁場，電子只受電場力，做類平拋運動.

解析：（1）電子進入正交的電磁場不發生偏轉，則滿足

Bev₀=e  B==2.5×10^-4 T.

（2）設電子通過場區偏轉的距離為y₁

y₁=at²=··=1.1×10^-2 m

ΔE_k=eEy₁=ey₁=8.8×10^-18 J=55 eV.

答案：（1）2.5×10^-4 T  （2）1.1×10^-2 m  55 eV