电视机显像管中需要用变化的磁场来控制电子束的偏转。图9甲为显像管工作原理示意图,阴极K发射的电子束(初速不计)经电压为的加速电场后,进入一圆形匀强磁场区,磁场方
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电视机显像管中需要用变化的磁场来控制电子束的偏转。图9甲为显像管工作原理示意图,阴极K发射的电子束(初速不计)经电压为的加速电场后,进入一圆形匀强磁场区,磁场方
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电视机显像管中需要用变化的磁场来控制电子束的偏转。图9甲为显像管工作原理示意图,阴极K发射的电子束(初速不计)经电压为
的加速电场后,进入一圆形匀强磁场区,磁场方向垂直于圆面(以垂直圆面向里为正方向),磁场区的中心为O,半径为
,荧光屏MN到磁场区中心O的距离为
。当不加磁场时,电子束将通过O点垂直打到屏幕的中心
点,当磁场的磁感应强度随时间按图9乙所示的规律变化时,在荧光屏上得到一条长为
的亮线。由于电子通过磁场区的时间很短,可以认为在每个电子通过磁场区的过程中磁场的磁感应强度不变。已知电子的电荷量为
,质量为
,不计电子之间的相互作用及所受的重力。求:
(1)电子打到荧光屏上时速度的大小
(2)磁场磁感应强度的最大值
。
答案
(1)
(2)
解析
(8分)(1)电子打到荧光屏上时速度的大小等于它飞出加速电场时的速度大小,设为
,由动能定理:
…………(1分)
解得:
…………(2分)
(2)当磁感应强度为峰值B
0
时,电子束有最大偏转,在荧光屏上打在Q点,PQ=
L。电子运动轨迹如答图2所示,设此时的偏转角度为
,由几何关系可知,
,所以:
…………(1分)
根据几何关系,电子束在磁场中运动路径所对圆心角
,
而
…………(1分)
由牛顿第二定律和洛仑兹力公式得
解得:
…………(2分)
举一反三
如图,在宽度分别为
l
1
和
l
2
的两个毗邻的条形区域内分别有匀强磁场和匀强电场,磁场方向垂直于纸面向里,电场方向与电、磁场分界线平行向右。一带正电荷的粒子以速率
v
从磁场区域上边界的
P
点斜射入磁场,然后以垂直于电、磁场分界线的方向进入电场,最后从电场边界上的
Q
点射出。已知
PQ
垂直于电场方向,粒子轨迹与电、磁场分界线的交点到
PQ
的距离为
d
。不计重力,求电场强度与磁感应强度大小之比以及粒子在磁场与电场中运动时间之比。
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如图所示的电路中,三个灯泡L
1
、L
2
、L
3
的电阻关系为R
1
<R
2
<R
3
,电感L的电阻可忽略,D为理想二极管。电键K从闭合状态突然断开时,下列判断中不正确的是( )
A.L
1
逐渐变暗
B.L
1
先变亮,然后逐渐变暗
C.L
3
先变亮,然后逐渐变暗
D.L
2
立即熄灭
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. 如图,在宽度分别为
和
的两个毗邻的条形区域分别有匀强磁场和匀强电场,磁场方向垂直于纸面向里,电场方向与电、磁场分界线平行向右。一带正电荷的粒子以速率v从磁场区域上边界的P点斜射入磁场,然后以垂直于电、磁场分界线的方向进入电场,最后从电场边界上的Q点射出。已知PQ垂直于电场方向,粒子轨迹与电、磁场分界线的交点到PQ的距离为d。不计重力,求电场强度与磁感应强度大小之比及粒子在磁场与电场中运动时间之比。
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电磁炮是利用磁场对电流的作用力,把电能转变成机械能,使炮弹发射出去的.如图所示,把两根互相平行的长直铜制轨道放在磁场中,轨道之间搁有长为l、质量为M的金属架,金属架上安放质量为m的炮弹.当有电流I1通过轨道和金属架时,炮弹与金属架整个在磁场力的作用下,获得速度v1时刻的加速度为a;当有大的电流I2通过轨道和炮弹时,炮弹最终以最大速度v2脱离金属架并离开轨道,则垂直于轨道平面的磁感应强度B为多大?(设金属架与炮弹在运动过程中所受的总阻力与速度的平方成正比)
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如图12-1-12所示,平行导体滑轨MM
/
、NN
/
水平放置,固定在匀强磁场中.磁场的方向与水平面垂直向下.滑线AB、CD横放其上静止,形成一个闭合电路.当AB向右滑动时,电路中感应电流的方向及滑线CD受到的磁场力的方向分别为( )
A、电流方向沿ABCDA,受力方向向右;
B、电流方向沿ABCDA,受力方向向左;
C、电流方向沿ADCBA,受力方向向右;
D、电流方向沿ADCBA,受力方向向左.
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