
(2024·江西赣州·二模)用磁聚焦法测量比荷是一种常用方法。如图甲所示,在真空玻璃管中装有热阴极K和带有小孔的阳极A,在A、K之间加上电压后,连续不断地有电子从阴极K由静止加速到达阳极A,电子从小孔射出后沿水平中心轴线进入平行板电容器,两板间距及板长均为L,电容器两极板间所加电压u随时间t变化的关系如图乙所示。两极板右侧有一足够大的荧光屏,荧光屏与中心轴线垂直,且与两极板右端的距离为z(未知),在荧光屏上,以垂点为坐标原点建立xOy平面直角坐标系,其中y轴垂直于电容器极板。两极板与荧光屏间有一水平向右的匀强磁场,磁感应强度为B。已知电子在两极板间运动的时间极短,电子的电量为e,质量为m,不计电子重力和电子间的相互作用。
(1)求电子射出两极板时偏离中心轴线的最大位移;
(2)判断在荧光屏上形成的亮斑形状(不要求推导过程);
(3)若z可以取任意值,求荧光屏上亮斑形状(如长度或面积)的最大值;
(4)若,求荧光屏上的亮斑距y轴最远的点的坐标
。
【答案】(1);(2)形成的亮斑是一条线段(或直线);(3)
;(4)
,
【知识点】粒子由电场进入磁场、带电粒子在匀强电场中做类抛体运动的相关计算
该题有详细解析可以查阅
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