Question

洛倫茲力演示儀主要是由兩個(gè)勵(lì)磁線圈、玻璃泡和電子槍組成，圖是演示儀的結(jié)構(gòu)示意圖．兩個(gè)勵(lì)磁線圈在玻璃泡的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向與紙面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B=KI，其中I是勵(lì)磁線圈 的電流，k是比例系數(shù)（k=5×10^-4T/A）．電子槍中燈絲發(fā)出的電子初速度為零，經(jīng)過U=140v的電場(chǎng)加速后，垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，在玻璃泡內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)形成的圓形徑跡．調(diào)節(jié)勵(lì)磁線圈中的電流，當(dāng)I=2A時(shí)，用卡尺測(cè)得電子圓形徑跡的直徑為D=0.08m，忽略電子的重力和電子間的相互作用力，可以判斷出（　�。�

• A．勵(lì)磁線圈中的電流方向是順時(shí)針，電子的比荷為

  e

  me

  =1.75×10¹¹C/kg
• B．勵(lì)磁線圈中的電流方向是逆時(shí)針，電子的比荷為

  e

  me

  =1.75×10¹¹C/kg
• C．勵(lì)磁線圈中的電流方向是順時(shí)針，電子的比荷為

  e

  me

  =4.38×10¹⁰C/kg
• D．勵(lì)磁線圈中的電流方向是逆時(shí)針，電子的比荷為

  e

  me

  =4.38×10¹⁰  C/kg

Answer 1

分析：根據(jù)電子所受洛倫茲力的方向結(jié)合右手定則判斷勵(lì)磁線圈中電流方向；
根據(jù)動(dòng)能定理表示出加速后獲得的速度，然后根據(jù)洛倫茲力提供向心力推導(dǎo)出

e

m

的表達(dá)式．

解答：解：根據(jù)電子所受洛倫茲力的方向結(jié)合右手定則判斷勵(lì)磁線圈中電流方向是順時(shí)針方向
電子在加速電場(chǎng)中加速，由動(dòng)能定理eU=

1

2

mv₀²  ①
電子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力充當(dāng)向心力
eBv₀=

mv02

r

  ②
D=2r ③
解得：

e

m

=

8U

D2B2

 ④
又B=KI=10×10^-4T ⑤
代入數(shù)據(jù)得：

e

m

=1.75×10¹¹C/kg ⑥
故選：A．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)在實(shí)際生活中的應(yīng)用，正確分析出儀器的原理是關(guān)鍵．