如图所示,有界匀强磁场的磁感应强度为 B ,方向垂直纸面向里, MN 为其左边界,磁场中放置一半径为 R 的
如图所示,有界匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,MN为其左边界,磁场中放置一半径为R的圆柱形金属圆筒,圆心O到MN的距离OO1=2R,圆筒轴线与磁场平行.圆筒用...
如图所示,有界匀强磁场的磁感应强度为 B ,方向垂直纸面向里, MN 为其左边界,磁场中放置一半径为 R 的圆柱形金属圆筒,圆心 O 到 MN 的距离 OO 1 =2 R ,圆筒轴线与磁场平行.圆筒用导线通过一个电阻 r 0 接地,最初金属圆筒不带电.现有范围足够大的平行电子束以速度 v 0 从很远处沿垂直于左边界 MN 向右射入磁场区,已知电子质 量为 m ,电量为 e .(1)若 电子初速度满足 ,则在 最初圆筒上没有带电时,能够打到圆筒上的电子对应 MN 边界上 O 1 两侧的范围是多大?(2)当圆筒上电量达到相对稳定时,测量得到通过电阻 r 0 的电流恒为 I ,忽略运动电子间的相互作用,求此时金属圆筒的电势 φ 和电子到达圆筒时速度 v (取无穷远处或大地电势为零).(3)在(2)的情况下,求金属圆筒的发热功率.
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如图所示,设电子进入磁场回旋轨道半径为 r ,则
(1分) 解得 r= 3 R (1分) 大量电子从 MN 上不同点进入磁场轨迹如图,从 O 1 上方 P 点射入的电子刚好擦过圆筒 (1分) (1分) 同理可得到 O 1 下 Q 点距离 (2分) (2)稳定时,圆柱体上电荷不再增加,与地面电势差恒为 U (1分) 电势 (1分) 电子从很远处射到圆柱表面时速度为 v ,有 (2分) (1分) (3)电流为 I ,单位时间到达圆筒的电子数 (1分) 电子所具有总能量 (1分) 消耗在电阻上的功率 (1分) 所以圆筒发热功率 &
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