问一道高二电+磁场题

2024-09-09 22:37:57
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答案是:2和4

道理是这样:

电子在电场 磁场中做匀速圆周运动,可推断出:电子在做圆周运动的任何位置,它所受合力F都垂直于速度的方向,要符合此条件,正电荷(场源)必须在圆周运动的圆心。同时,由于合力F垂直于速度的方向,合力F不做功,速度不会变。答案1是错的。

电子所受合力F就是它做匀速圆周运动的向心力,因此F=(mv^2)/r

电子的质量很小,在忽略重力的情况下,

在有电场时,电子受到电场力和洛仑兹力,合力F1=qE+qvB,因此F1=qE+qvB=(mv^2)/r

在电场消失时,电子只受到洛仑兹力,合力F2=qvB,因此F2=qvB=(mv^2)/r

电子运行一周所需时间就是周期T,T=2πr/v, v/r=2π/T,

由此可见,v不变 r不变 T不可能变大,答案3是错的,

当电场力与洛伦兹力同向

撤去电场后,向心力变小,

v不变 r 变大 T变大满足上述所有条件,所以答案4是对的。

当电场力与洛伦兹力反向且电场力刚好是洛伦兹力的2倍时,撤去电场后,电子做的匀速圆周运动的向心力大小不变,方向相反,v不变 r不变 T不变满足上述所有条件,所以答案2是对的。