3.
如图甲所示,真空中有一长直细金属导线
, 与导线同轴放置一半径为
的金属圆柱面。假设导线沿径向均匀射出速率相同的电子,已知电子质量为
, 电荷量为
。不考虑出射电子间的相互作用。
(1)可以用以下两种实验方案测量出射电子的初速度:
a.在柱面和导线之间,只加恒定电压;
b.在柱面内,只加与平行的匀强磁场。
当电压为或磁感应强度为时,刚好没有电子到达柱面。分别计算出射电子的初速度。
(2)撤去柱面,沿柱面原位置放置一个弧长为、长度为的金属片,如图乙所示。在该金属片上检测到出射电子形成的电流为 , 电子流对该金属片的压强为。求单位长度导线单位时间内出射电子的总动能。