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,進而產(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,不計電子的重力,不考慮電子因高速運動而產(chǎn)生的影響。
    (1)電子從坐標(biāo)原點進入磁場時的速度大小為多少?
    (2)請在圖甲中畫出x=0至x=4L區(qū)域內(nèi)電子在磁場中運動的軌跡,計算電子通過圖中各磁場區(qū)域邊界時位置的縱坐標(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)電子運動的平均速度大小為多少?

 
 
 
解:(1) , (2)如圖甲所示,進入磁場區(qū)域后, 同理可得, 電子的運動軌跡如圖乙所示 (3)磁場方向變化N次時, , 電子運動時間,, 電子運動的平均速度 ,
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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,進而產(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,不計電子的重力,不考慮電子因高速運動而產(chǎn)生的影響。

    (1)電子從坐標(biāo)原點進入磁場時的速度大小為多少?

    (2)請在圖甲中畫出x=0至x=4L區(qū)域內(nèi)電子在磁場中運動的軌跡,計算電子通過圖中各磁場區(qū)域邊界時位置的縱坐標(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,進而產(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,不計電子的重力,不考慮電子因高速運動而產(chǎn)生的影響.

圖8-2-25

圖8-2-26

(1)電子從坐標(biāo)原點進入磁場時的速度大小為多少?

(2)請在圖8-2-25中畫出x=0至x=4L區(qū)域內(nèi)電子在磁場中運動的軌跡,計算電子通過圖8-2-26中各磁場區(qū)域邊界時位置的縱坐標(biāo)并在圖中標(biāo)出;

(3)從x=0至x=NLN為整數(shù))區(qū)域內(nèi)電子運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,進而產(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。現(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取不計電子的重力,不考慮電子因高速運動而產(chǎn)生的影響。

   (1)電子從坐標(biāo)原點進入磁場時的速度大小為多少?

   (2)請在圖甲中畫出x=0至x=4L區(qū)域內(nèi)電子在磁場中運動的軌跡,計算電子通過圖中各磁場區(qū)域邊界時位置的縱坐標(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)電子運動的平均速度大小為多少?

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