自由電子激光器是利用高速電子束射入方向交替變化的磁場，使電子在磁場中擺動著前進(jìn)，進(jìn)而產(chǎn)生激光的一種裝置。在磁場中建立與磁場方向垂直的平面坐標(biāo)系xoy，如圖甲所示。方向交替變化的磁場隨x坐標(biāo)變化的圖線如圖乙所示，每個磁場區(qū)域的寬度，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小T，規(guī)定磁場方向垂直紙而向外為正方向。現(xiàn)將初速度為零的電子經(jīng)電壓V的電場加速后，從坐標(biāo)原點(diǎn)沿x軸正方向射入磁場。電子電荷量C，電子質(zhì)量m取kg，不計(jì)電子的重力，不考慮電子因高速運(yùn)動而產(chǎn)生的影響。

    (1)電子從坐標(biāo)原點(diǎn)進(jìn)入磁場時(shí)的速度大小為多少?

    (2)請?jiān)趫D甲中畫出x=0至x=4L區(qū)域內(nèi)電子在磁場中運(yùn)動的軌跡，計(jì)算電子通過圖中各磁場區(qū)域邊界時(shí)位置的縱坐標(biāo)并在圖中標(biāo)出；

(3)從x=0至x=NL(N為整數(shù))區(qū)域內(nèi)電子運(yùn)動的平均速度大小為多少?

解析：(1) ,    

    (2)如圖甲所示，進(jìn)入磁場區(qū)域后， 

     

     同理可得， 

     電子的運(yùn)動軌跡如圖乙所示    

(3)磁場方向變化N次時(shí)，

      ， ，  

     電子運(yùn)動時(shí)間，，   ，   

     電子運(yùn)動的平均速度

     ，  

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

自由電子激光器是利用高速電子束射入方向交替變化的磁場，使電子在磁場中擺動著前進(jìn)，進(jìn)而產(chǎn)生激光的一種裝置.在磁場中建立與磁場方向垂直的平面坐標(biāo)系xOy，如圖8-2-25所示.方向交替變化的磁場隨x坐標(biāo)變化的圖線如圖8-2-26所示，每個磁場區(qū)域的寬度，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=3.75×10-4 T，規(guī)定磁場方向垂直紙面向外為正方向.現(xiàn)將初速度為零的電子經(jīng)電壓U=4.5×103 V的電場加速后，從坐標(biāo)原點(diǎn)沿x軸正方向射入磁場.電子電荷量e=1.6×10-19 C，電子質(zhì)量m=9×10-31 kg，不計(jì)電子的重力，不考慮電子因高速運(yùn)動而產(chǎn)生的影響.

圖8-2-25

圖8-2-26

（1）電子從坐標(biāo)原點(diǎn)進(jìn)入磁場時(shí)的速度大小為多少？

（2）請?jiān)趫D8-2-25中畫出x＝0至x＝4L區(qū)域內(nèi)電子在磁場中運(yùn)動的軌跡，計(jì)算電子通過圖8-2-26中各磁場區(qū)域邊界時(shí)位置的縱坐標(biāo)并在圖中標(biāo)出；

（3）從x＝0至x=NL（N為整數(shù)）區(qū)域內(nèi)電子運(yùn)動的平均速度大小為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：


    自由電子激光器是利用高速電子束射入方向交替變化的磁場，使電子在磁場中擺動著前進(jìn)，進(jìn)而產(chǎn)生激光的一種裝置。在磁場中建立與磁場方向垂直的平面坐標(biāo)系xoy，如圖甲所示。方向交替變化的磁場隨x坐標(biāo)變化的圖線如圖乙所示，每個磁場區(qū)域的寬度，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小T，規(guī)定磁場方向垂直紙而向外為正方向�，F(xiàn)將初速度為零的電子經(jīng)電壓V的電場加速后，從坐標(biāo)原點(diǎn)沿x軸正方向射入磁場。電子電荷量C，電子質(zhì)量m取kg，不計(jì)電子的重力，不考慮電子因高速運(yùn)動而產(chǎn)生的影響。
    (1)電子從坐標(biāo)原點(diǎn)進(jìn)入磁場時(shí)的速度大小為多少?
    (2)請?jiān)趫D甲中畫出x=0至x=4L區(qū)域內(nèi)電子在磁場中運(yùn)動的軌跡，計(jì)算電子通過圖中各磁場區(qū)域邊界時(shí)位置的縱坐標(biāo)并在圖中標(biāo)出；
    (3)從x=0至x=NL(N為整數(shù))區(qū)域內(nèi)電子運(yùn)動的平均速度大小為多少?

 
 
 

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科目：高中物理 來源： 題型：

自由電子激光器是利用高速電子束射人方向交替變化的磁場，使電子在磁場中擺動著有進(jìn)，進(jìn)而產(chǎn)生激光的一種裝置。在磁場中建立與磁場方向垂直的平面坐標(biāo)系xoy，如圖甲所示。方向交替變化的磁場隨x坐標(biāo)變化的圖線如圖乙所示，每個磁場區(qū)域的寬度，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B0=3.75×10-4T，規(guī)定磁場方向垂直紙面向外為正方向�，F(xiàn)將初速度為零的電子經(jīng)電壓U=4.5×103V的電場加速后，從坐標(biāo)原點(diǎn)沿軸正方向射入磁場。電子電荷量e為1．6×10C，電子質(zhì)量m取不計(jì)電子的重力，不考慮電子因高速運(yùn)動而產(chǎn)生的影響。

   （1）電子從坐標(biāo)原點(diǎn)進(jìn)入磁場時(shí)的速度大小為多少？

   （2）請?jiān)趫D甲中畫出x＝0至x＝4L區(qū)域內(nèi)電子在磁場中運(yùn)動的軌跡，計(jì)算電子通過圖中各磁場區(qū)域邊界時(shí)位置的縱坐標(biāo)并在圖中標(biāo)出；

   （3）從x＝0至x＝NL(N為整數(shù))區(qū)域內(nèi)電子運(yùn)動的平均速度大小為多少？

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