如图所示,虚线所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.一束电子沿圆形区域的直径方向

如图所示,虚线所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.一束电子沿圆形区域的直径方向以速度v射入磁场,电子束经过磁场区后,其运动的方向与原入射方向成θ角.设电子质量为m,电荷量为e,不计电子之间的相互作用力及所受的重力.求:(1)电子在磁场中运动轨迹的半径R;(2)电子在磁场中运动的时间t;(3)圆形磁场区域的半径r.
2026年09月26日 15:36
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网友(1):

(1)电子在磁场中受到的洛伦兹力提供电子做匀速圆周运动的向心力即:
qvB=m
v 2
R

由此可得电子做圆周运动的半径R=
mv
qB
=
mv
eB

(2)



如图根据几何关系,可以知道电子在磁场中做圆周运动对圆心转过的角度α=θ
则电子在磁场中运动的时间:
t=
θ
2π
T
=
θ
2π
×
2πR
v
=
θ
v
×
mv
eB
=
mθ
eB

(3)由题意知,由图根据几何关系知:
tan
θ
2
=
r
R

∴ r=Rtan
θ
2
=
mv
eB
tan
θ
2

答:(1)电子在磁场中运动轨迹的半径R=
mv
eB
;
(2)电子在磁场中运动的时间t=
mθ
eB
;
(3)圆形磁场区域的半径r=
mv
eB
tan
θ
2
.