(16分)如图所示,在平面直角坐标系xoy中的第一象限内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于坐标平面向里的有界圆形匀强磁场

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  • 解题思路:

    ⑴电子在从

    A

    运动到

    C

    的过程中,只受沿

    +

    x

    方向的电场力

    eE

    作用,故做类平抛运动,设其运动时间为

    t

    ,因此在

    x

    方向上有:

    L

    =

    y

    方向上有:

    2

    L

    =

    v

    t

    由①②式联立解得:

    E

    =

    ⑵根据类平抛运动的结论可知,电子离开电场时的速度的反向延长线将交于

    y

    方向位移的中点,即经过

    (−

    L

    ,

    L

    )

    点,因此

    tan

    θ

    =

    1

    θ

    =

    45

    ⑶电子进入磁场后仅受洛伦兹力

    e

    v

    C

    B

    作用,在磁场中做匀速圆周运动,设其轨道半径为

    r

    ,根据牛顿第二定律有:

    e

    v

    C

    B

    =

    根据几何关系可知:

    v

    C

    =

    根据题意作出电子的运动轨迹示意图如下图所示

    由图中几何关系可知,电子在磁场中偏转

    120

    后垂直于

    ON

    射出,因此当图中

    P

    Q

    为圆形磁场的直径时其半径最小,即有:

    R

    min

    =

    r

    sin

    60

    由③④⑤式联立解得:

    R

    min

    =

    ⑴E=

    ;⑵θ=45°;⑶R min

    <>

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