如图所示为电视机中显像管的原理示意图,电子枪中的灯丝因加热而逸出电子,这些电子再经加速电场加速后,从O点进入由磁偏转线圈产生的圆形匀强磁场区域中,经过偏转磁场后
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如图所示为电视机中显像管的原理示意图,电子枪中的灯丝因加热而逸出电子,这些电子再经加速电场加速后,从O点进入由磁偏转线圈产生的圆形匀强磁场区域中,经过偏转磁场后
题型:天津模拟
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如图所示为电视机中显像管的原理示意图,电子枪中的灯丝因加热而逸出电子,这些电子再经加速电场加速后,从O点进入由磁偏转线圈产生的圆形匀强磁场区域中,经过偏转磁场后打到荧光屏MN上,使荧光屏发出荧光形成图象.磁场方向垂直于圆面,磁场区域的中心为O′,半径为r.当不加磁场时,电子束将通过O′点打到荧光屏的中心Q点.已知电子的质量为m,电量为e,加速电压为U,磁场区域的最右端到荧光屏的距离为9r.不计从灯丝逸出的电子的初速度和电子之间的相互作用.
(1)电子飞出电场时的速度为多大?
(2)荧光的亮度与电子对荧光屏的冲击有关.当不加偏转磁场时,电子束射到荧光屏中心Q点,设电子全部被荧光屏吸收,则每个电子以多大的冲量冲击荧光屏?
(3)偏转磁场的强弱会影响电子偏离荧光屏中心的距离.当加偏转磁场且磁感应强度
B=
1
r
2mU
3e
时,电子束将射到荧光屏上的P点,则PQ间距L为多少?
答案
(1)设电子射出电场时的速度为v,根据动能定理有:
eU=
1
2
m
v
2
;
解得:v=
2Ue
m
;
(2)以电子为研究对象,根据动量定理有:I=0-mv;
解得:
I=
2meU
;
根据牛顿第三定律,电子对荧光屏的冲量大小为
I
,
=I=
2meU
;
(3)电子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力充当向心力,根据牛顿第二定律有:
Bev=m
v
2
R
;
电子在磁场中偏转的半径R和r有以下关系:
tan
α
2
=
r
R
;
同时
tanα=
L
10r
;
代入
B=
1
r
2mU
3e
;
解得:
L=10
3
r
;
答:(1)电子飞出电场时的速度为
2Ue
m
;
(2)每个电子以
2meU
的冲量冲击荧光屏;
(3)PQ间距L为
10
3
r
.
举一反三
如图所示,相距为d的L
1
和L
2
两条平行虚线是上下两个匀强磁场的边界,L
1
上方和L
2
下方都是垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场,M、N两点都在L
2
上,M点有一放射源其放射性元素衰变前原子核的质量为m,它释放出一个质量为m
1
,带电量为-q的粒子后,产生的新原子核质量为m
2
,释放出的粒子以初速度v与L
2
成30°角斜向上射入,经过一段时间恰好斜向上通过N点(不计重力),求:
(1)该原子核发生衰变的过程中释放的核能;
(2)说明粒子过N点时的速度大小和方向,并求从M到N的时间及路程.
题型:红桥区一模
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在下列情况中,汽车对凹形路面的压力最大的是( )
A.以较小的速度驶过半径较大的凹形路
B.以较小的速度驶过半径较小的凹形路
C.以较大的速度驶过半径较大的凹形路:
D.以较大的速度驶过半径较小的凹形路
题型:不详
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如图所示,长为L的细绳,一端系一质量为m的小球,另一端固定于O点.当细绳竖直时小球静止,再给小球一水平初速度v,使小球在竖直平面内做圆周运动,并且刚好通过最高点,则下列说法中正确的是( )
A.小球通过最高点时速度为零
B.小球开始运动时绳对小球的拉力为
m
v
2
L
C.小球在最高点时速度大小为
gL
D.小球在最高点时绳的拉力为mg
题型:不详
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如图,ABCD为竖直平面内的光滑绝缘轨道,其中AB段是倾斜的,倾角为37°,BC段是水平的,CD段为半径R=0.15m的半圆,三段轨道均光滑连接,整个轨道处在竖直向下的匀强电场中,场强大小E=5.0×10
3
V/m.一带正电的导体小球甲,在A点从静止开始沿轨道运动,与静止在C点不带电的相同导体小球乙发生弹性碰撞,碰撞后速度交换(即碰后甲的速度变成碰前瞬间乙的速度,乙的速度变成碰前瞬间甲的速度).已知甲、乙两球的质量均为m=1.0×10
-2
㎏,小球甲所带电荷量为q
甲
=2.0×10
-5
C,g取10m/s
2
,假设甲、乙两球可视为质点,并不考虑它们之间的静电力,且整个运动过程与轨道间无电荷转移.
(1)若甲、乙两球碰撞后,小球乙恰能通过轨道的最高点D,试求小球乙在刚过C点时对轨道的压力;
(2)若水平轨道足够长,在甲、乙两球碰撞后,小球乙能通过轨道的最高点D,则小球甲应至少从距BC水平面多高的地方滑下?
(3)若倾斜轨道AB可在水平轨道上移动,在满足(1)问和能垂直打在倾斜轨道的条件下,试问小球乙在离开D点后经多长时间打在倾斜轨道AB上?
题型:不详
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在如图所示的直角坐标中,x轴的上方有与x轴正方向成45°角的匀强电场,场强的大小为E=
2
×10
4
V/m.x轴的下方有垂直于xOy面的匀强磁场,磁感应强度的大小为 B=2×10
-2
T.把一个比荷为
q
m
=2×1
0
8
C/㎏的正电荷从坐标为(0,1.0)的A点处由静止释放.电荷所受的重力忽略不计,求:
(1)电荷从释放到第一次进入磁场时所用的时间t;
(2)电荷在磁场中的偏转半径;
(3)电荷第三次到达x轴上的位置.
题型:济宁一模
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