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道的另一侧射出,求电子速度大小的范围。
f图5
解析:如图6所示,当入射速度很小时电子会在磁场中转动一段圆弧后又从同一侧射出,速率越大,轨道半径越大,当轨道与边界相切时,电子恰好不能从另一侧射出,当速
率大于这个临界值时便从右边界射出,设此时的速率为v0,带电粒子在磁场中作圆周运
动,由几何关系得
图6
rrcosd

电子在磁场中运动时洛伦兹力提供向心力
ev0B

mv02r
,所以r

mv0Be

①②联立解得
v0

Bedm1cos
所以电子从另一侧射出的条件是速度大于
Bed。m1cos
4临界法临界点是粒子轨迹发生质的变化的转折点,所以只要画出临界点的轨迹就可以使问题得解。例4长为L的水平极板间,有垂直纸面向内的匀强磁场,如图7所示,磁感应强度为
fB,板间距离也为L,两极板不带电,现有质量为m电量为q的带负电粒子(不计重力)从左边极板间中点处垂直磁感线以水平速度v射入磁场,欲使粒子打到极板上,求初速度的范围。
图7
解析:由左手定则判定受力向下,所以向下偏转,恰好打到下板右边界和左边界为两个临界状态,分别作出两个状态的轨迹图,如图8、图9所示,打到右边界时,在直角三角形OAB中,由几何关系得:
图8
图9
R12

R1

L22

L2
解得轨道半径
R1

5L4
电子在磁场中运动时洛伦兹力提供向心力qv1B

mv12R1
5L
因此v1

qBR1m

qB4
m
5qBL4m
打在左侧边界时,如图9
所示,由几何关系得轨迹半径R2

L4
电子在磁场中运动时洛伦兹力提供向心力,qv2B

mv22R2
L
所以v2

qBR2m

qB4
m

qBL4m
f所以打在板上时速度的范围为qBLv5qBL
4m
4m
以上是确定带电粒子在磁场中运动轨迹的四种方法,在解题中如果善于抓住这几点,
可以使问题轻松得解。
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