如图所示,质量为m、电荷量为e的电子从坐标原点O处沿xOy平面射入第一象限内,射入时的速度方向不同,但大

2025-06-24 04:32:14
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回答1:

解答:(1)如图所示,要求光斑的长度,只要找到两个边界点即可.初速度沿x轴正方向的电子沿弧OA运动到荧光屏MN上的P点;初速度沿y轴正方向的电子沿弧OC运动到荧光屏MN上的Q点.   
设粒子在磁场中运动的半径为R,
由牛顿第二定律得:ev0B=m

v
R

即R=
mv0
Be

由几何知识可得:PQ=R=
mv0
Be

(2)取与x轴正方向成θ角的方向射入的电子为研究对象,其射出磁场的点为E(x,y),
因其射出后能垂直打到屏MN上,故有:
x=-Rsin θ     y=R+Rcos θ    
 即x2+(y-R)2=R2
又因为电子沿x轴正方向射入时,射出的边界点为A点;
沿y轴正方向射入时,射出的边界点为C点,故所加最小面积的磁场的边界是以(0,R)为圆心、R为半径的圆的一部分,如图乙中实线圆弧所围区域,
所以磁场范围的最小面积为:S=
3
4
πR2+R2-
1
4
πR2=(
π
2
+1)(
mv0
Be
2