Question

9．用洛倫茲力演示儀可以觀察電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)徑跡．圖甲是洛倫茲力演示儀的實(shí)物圖，圖乙是結(jié)構(gòu)示意圖．勵(lì)磁線圈通電后可以產(chǎn)生垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，勵(lì)磁線圈中的電流越大，產(chǎn)生的磁場(chǎng)越強(qiáng)．圖乙中電子經(jīng)電子槍中的加速電場(chǎng)加速后水平向左垂直磁感線方向射入磁場(chǎng)．下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和分析正確的是（　�。�

• A． 要使電子形成如圖乙中的運(yùn)動(dòng)徑跡，勵(lì)磁線圈應(yīng)通以順時(shí)針?lè)较虻碾娏?/td>
• B． 僅增大勵(lì)磁線圈中的電流，電子束徑跡的半徑變大
• C． 僅升高電子槍加速電場(chǎng)的電壓，電子束徑跡的半徑變大
• D． 僅升高電子槍加速電場(chǎng)的電壓，電子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期將變大

Answer 1

分析 根據(jù)安培定則和左手定則結(jié)合判斷電子的運(yùn)動(dòng)軌跡．
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)出半徑的表達(dá)式．即可進(jìn)行分析．

解答 解：A、若勵(lì)磁線圈通以逆時(shí)針?lè)较虻碾娏�，由安培定則知，產(chǎn)生的磁場(chǎng)向外，根據(jù)左手定則判斷知，電子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力向下，電子的運(yùn)動(dòng)軌跡不可能是圖中所示，同理，可得勵(lì)磁線圈通以順時(shí)針?lè)较虻碾娏�，則能形成結(jié)構(gòu)示意圖中的電子運(yùn)動(dòng)徑跡．故A正確．
B、C、電子在加速電場(chǎng)中加速，由動(dòng)能定理有：
 eU=$\frac{1}{2}$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，有：eBv₀=m$\frac{{v}_{0}^{2}}{r}$ ②
解得：r=$\frac{m{v}_{0}}{eB}$=$\frac{1}{B}$$\sqrt{\frac{2mU}{e}}$…③
可見保持勵(lì)磁電壓不變，B不變，增加加速電壓，電子束形成圓周的半徑增大．保持加速電壓不變，增加勵(lì)磁電流，B增大，電子束形成圓周的半徑減小，故B錯(cuò)誤，C正確；
D、電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期：T=$\frac{2πr}{v}=\frac{2πm}{qB}$，與電子的速度無(wú)關(guān)，與加速電場(chǎng)的大小無(wú)關(guān)．故D錯(cuò)誤．
故選：AC．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了粒子在電、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，寫出帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑公式與周期公式是關(guān)鍵．