Question

洛伦兹力演示仪主要是由两个励磁线圈、玻璃泡和电子枪组成，图是演示仪的结构示意图．两个励磁线圈在玻璃泡的区域内产生匀强磁场，磁场的方向与纸面垂直，磁感应强度的大小B=KI，其中I是励磁线圈 的电流，k是比例系数（k=5×10^-4T/A）．电子枪中灯丝发出的电子初速度为零，经过U=140v的电场加速后，垂直磁场方向进入磁场区域，在玻璃泡内运动时形成的圆形径迹．调节励磁线圈中的电流，当I=2A时，用卡尺测得电子圆形径迹的直径为D=0.08m，忽略电子的重力和电子间的相互作用力，可以判断出（　　）

• A．励磁线圈中的电流方向是顺时针，电子的比荷为

  e

  me

  =1.75×10¹¹C/kg
• B．励磁线圈中的电流方向是逆时针，电子的比荷为

  e

  me

  =1.75×10¹¹C/kg
• C．励磁线圈中的电流方向是顺时针，电子的比荷为

  e

  me

  =4.38×10¹⁰C/kg
• D．励磁线圈中的电流方向是逆时针，电子的比荷为

  e

  me

  =4.38×10¹⁰  C/kg

Answer 1

分析：根据电子所受洛伦兹力的方向结合右手定则判断励磁线圈中电流方向；
根据动能定理表示出加速后获得的速度，然后根据洛伦兹力提供向心力推导出

e

m

的表达式．

解答：解：根据电子所受洛伦兹力的方向结合右手定则判断励磁线圈中电流方向是顺时针方向
电子在加速电场中加速，由动能定理eU=

1

2

mv₀²  ①
电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力
eBv₀=

mv02

r

  ②
D=2r ③
解得：

e

m

=

8U

D2B2

 ④
又B=KI=10×10^-4T ⑤
代入数据得：

e

m

=1.75×10¹¹C/kg ⑥
故选：A．

点评：本题考查了粒子在磁场中运动在实际生活中的应用，正确分析出仪器的原理是关键．