問題詳情:
電視機顯像管(抽成真空玻璃管)的成像原理主要是靠電子*產生高速電子束,並在變化的磁場作用下發生偏轉,打在熒光屏不同位置上發出熒光而成像。顯像管的原理示意圖(俯視圖)如圖*所示,在電子*右側的偏轉線圈可以產生使電子束沿紙面發生偏轉的磁場(如圖乙所示),其磁感應強度B=μNI,式中μ為磁常量,N為螺線管線圈的匝數,I為線圈中電流的大小。由於電子的速度極大,同一電子穿過磁場過程中可認為磁場沒有變化,是穩定的勻強磁場。
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已知電子質量為m,電荷量為e,電子*加速電壓為U,磁通量為μ,螺線管線圈的匝數為N,偏轉磁場區域的半徑為r,其圓心為O點。當沒有磁場時,電子束通過O點,打在熒光屏正中的M點,O點到熒光屏中心的距離OM=L。若電子被加速前的初速度和所受的重力、電子間的相互作用力以及地磁場對電子束的影響均可忽略不計,不考慮相對論效應以及磁場變化所激發的電場對電子束的作用。
(1)求電子束經偏轉磁場後打到熒光屏上P點時的速率;
(2)若電子束經偏轉磁場後速度的偏轉角=60°,求此種情況下電子穿過磁場時,螺線管線圈中電流的大小;
(3)當線圈中通入如圖*所示的電流,其最大值為第(2)問中電流的0.5倍,求電子束打在熒光屏上發光形成“亮線”的長度。
【回答】
(1)(2)(3)
【解析】
試題分析:(1)設經過電子*加速電場加速後,電子的速度大小為v. 根據動能定理有:eU=mv2 解得: 1 (3)設線圈中電流為0.5I0時,偏轉角為θ1,此時電子在屏幕上落點距M點最遠. 此時磁感應強度B1=0.5μNI0=QUOTE軌跡圓半徑
電子在屏幕上落點距M點最遠距離
亮線長度
考點:帶電粒子在電場中的運動
【名師點睛】考查電子受電場力做功,應用動能定理;電子在磁場中,做勻速圓周運動,運用牛頓第二定律求出半徑表達式;同時運用幾何關係來確定半徑與已知長度的關係。
知識點:帶電粒子在電場中的運動
題型:計算題