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，速率大小不一．當(dāng)電子通過方向互相垂直的均勻電場和磁場后，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)生勻強電場的平行板間的電壓為300 V，間距為5 cm，垂直紙面的勻強磁場的磁感應(yīng)強度為0.06 T，問：

（1）磁場的方向應(yīng)該垂直紙面向里還是向外？
（2）速度為多大的電子才能通過小S?

Answer 1

【答案】
（1）

由題意可知，平行板產(chǎn)生的電場強度E方向向下，使帶負(fù)電的電子受到的電場力FE＝eE方向向上；若沒有磁場，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）

電子受到的洛倫茲力為f＝evB，當(dāng)洛倫茲力與電場力相平衡的電子，才可沿直線KA通過小孔S。

所以evB＝eE

即 ,又 ，所以

所以v＝105 m/s

即只有速率為105 m/s的電子可以通過小孔S。

【解析】（1）利用左手定則判斷洛倫茲力方向（2）關(guān)鍵是分析出當(dāng)洛倫茲力與電場力相平衡的電子，才可沿直線KA通過小孔S ， 進(jìn)而得出evB＝eE。
【考點精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解洛倫茲力的相關(guān)知識，掌握洛倫茲力始終垂直于v的方向，所以洛倫茲力一定不做功．