(2011•吉林模拟)电子激光器是利用高速电子束射入方向交替变化的磁场,使电子在磁场中摆动着前进而产生激光的一种装置.在
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解题思路:根据电场力做功,由动能定理可求得电子从坐标原点进入磁场时速度的大小v.根据洛伦兹力提供向心力判断运动轨迹.

(1)电子在电场中加速,由动能定理

eU=[1/2]mv2v=4×107m/s

(2)电子在磁场中运动,由洛伦兹力提供向心力

得:evB=m

v2

R

电子的轨道半径为R=0.6 m

电子在磁极间的运动轨迹如图所

电子通过图中各磁场区域边界时位置的纵坐标分别为:

y1=Rsin60°=0.3

3m

y2=2 Rsin60°=0.6

3m

y3=3Rsin60°=0.9

3m

y4=4Rsin60°=1.2

3m

(3)平均速度等于V=[ns/nt]=[S/t]

其中 s=Rt=T/6

T=[2πm/qB]=3π╳10-8s

解得:V=3.82╳107m/s

答:电子从坐标原点进入磁场时速度的大小4x107m/s;电子通过图中各磁场区域边界时位置的纵坐标0.3

3m,0.6

3m,0.9

点评:

本题考点: 带电粒子在匀强电场中的运动;牛顿第二定律;向心力;动能定理的应用.

考点点评: 带电粒子在电磁场中的运动一般有直线运动、圆周运动和一般的曲线运动;直线运动一般由动力学公式求解,圆周运动由洛仑兹力充当向心力,一般的曲线运动一般由动能定理求解.

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