题目
当一个电子以速度V垂直进入磁场后,其电子的运动轨迹为________?A. 直线B. 圆C. 抛物线D. 双曲线
当一个电子以速度V垂直进入磁场后,其电子的运动轨迹为________?
A. 直线
B. 圆
C. 抛物线
D. 双曲线
题目解答
答案
B. 圆
解析
本题考查带电粒子在磁场中的运动规律,关键分析电子垂直进入磁场时的受力情况及及运动轨迹特征。
核心知识点:洛伦兹力的的性质
当带电粒子(如电子)以速度$vv$垂直进入匀强磁场时,会受到洛伦兹力作用,其公式为:
$F = qvB$
其中$q$为电荷量,$v$为速度,$B$为磁感应强度。
由于速度$v$与磁场\B\垂直,洛伦兹力的方向始终垂直于速度方向(由左手定则判断:电子带负电,四指反向,磁感线穿过掌心,拇指指向洛伦兹力方向),因此洛伦兹力只改变速度方向,不改变速度大小。
运动轨迹的推导
洛伦兹力提供电子做圆周运动的向心力,即:
[ qvB = \frac{m\frac{v^2}{r}}
解得圆周运动半径:
[ r = \frac{mv}{qB}
式中( m )为电子质量,( q )为电荷量,( v )、( B )分别为速度和磁感应强度。
由于( m),让我休息一下。</seed:cot_budget_reflect>
该公式中各量恒定,电子做匀速圆周运动,轨迹为圆。
选项排除
- A. 直线:需受力为零或合力与速度同向,洛伦兹力不满足,错误。
- B. 圆:符合上述推导,正确。
- C. 抛物线:需恒力作用(如重力),洛伦兹力大小不变,错误。
- D. 双曲线:常见于电荷在电场中的偏转或相对论情况,与本题不符。