Question

洛倫茲力演示儀主要是由兩個勵磁線圈、玻璃泡和電子槍組成，圖是演示儀的結構示意圖．兩個勵磁線圈在玻璃泡的區域內產生勻強磁場，磁場的方向與紙面垂直，磁感應強度的大小B=KI，其中I是勵磁線圈 的電流，k是比例系數（k=5×10^-4T/A）．電子槍中燈絲發出的電子初速度為零，經過U=140v的電場加速后，垂直磁場方向進入磁場區域，在玻璃泡內運動時形成的圓形徑跡．調節勵磁線圈中的電流，當I=2A時，用卡尺測得電子圓形徑跡的直徑為D=0.08m，忽略電子的重力和電子間的相互作用力，可以判斷出（　�。�

• A．勵磁線圈中的電流方向是順時針，電子的比荷為

  e

  me

  =1.75×10¹¹C/kg
• B．勵磁線圈中的電流方向是逆時針，電子的比荷為

  e

  me

  =1.75×10¹¹C/kg
• C．勵磁線圈中的電流方向是順時針，電子的比荷為

  e

  me

  =4.38×10¹⁰C/kg
• D．勵磁線圈中的電流方向是逆時針，電子的比荷為

  e

  me

  =4.38×10¹⁰  C/kg

Answer 1

分析：根據電子所受洛倫茲力的方向結合右手定則判斷勵磁線圈中電流方向；
根據動能定理表示出加速后獲得的速度，然后根據洛倫茲力提供向心力推導出

e

m

的表達式．

解答：解：根據電子所受洛倫茲力的方向結合右手定則判斷勵磁線圈中電流方向是順時針方向
電子在加速電場中加速，由動能定理eU=

1

2

mv₀²  ①
電子在勻強磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力充當向心力
eBv₀=

mv02

r

  ②
D=2r ③
解得：

e

m

=

8U

D2B2

 ④
又B=KI=10×10^-4T ⑤
代入數據得：

e

m

=1.75×10¹¹C/kg ⑥
故選：A．

點評：本題考查了粒子在磁場中運動在實際生活中的應用，正確分析出儀器的原理是關鍵．