Question

【題目】如圖所示為一速度選擇器，也稱為濾速器的原理圖。K為電子槍，由槍中沿KA方向射出的電子，速度大小不一。當(dāng)電子通過方向互相垂直的均勻電場(chǎng)和磁場(chǎng)后，只有一定速率的電子能沿直線前進(jìn)，并通過小孔S。設(shè)產(chǎn)生勻強(qiáng)電場(chǎng)的平行板間的電壓為300 V，間距為5 cm，垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0．06 T，問：

（1）磁場(chǎng)的方向應(yīng)該垂直紙面向里還是垂直紙面向外？

（2）速度為多大的電子才能通過小孔S?

Answer 1

【答案】（1）磁場(chǎng)方向垂直紙面向里（2）1×105 m/s

【解析】（1）由題圖可知，平行板產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度E方向向下。帶負(fù)電的電子受到的靜電力FE＝eE，方向向上。若沒有磁場(chǎng)，電子束將向上偏轉(zhuǎn)，為了使電子能夠穿過小孔S，所加的磁場(chǎng)施于電子束的洛倫茲力必須是向下的，根據(jù)左手定則分析得出，B的方向垂直于紙面向里。

（2）能夠通過小孔的電子，其速率滿足evB＝eE

解得：v＝

又因?yàn)镋＝

所以v＝＝1×105 m/s

即只有速率為1×105 m/s的電子才可以通過小孔S