如圖甲所示為電視機(jī)中的顯像管的原理示意圖，電子槍中的燈絲加熱陰極而逸出電子，這些電子再經(jīng)加速電場加速后，從O點進(jìn)入由磁偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)磁場中，經(jīng)過偏轉(zhuǎn)磁場后打到熒光屏MN上，使熒光屏發(fā)出熒光形成圖像，不計逸出的電子的初速度和重力。已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為e，加速電場的電壓為U，偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的磁場分布在邊長為l的正方形abcd區(qū)域內(nèi)，磁場方向垂直紙面，且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示。在每個周期內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度都是從-B0均勻變化到B0。磁場區(qū)域的左邊界的中點與O點重合，ab邊與OO′平行，右邊界bc與熒光屏之間的距離為s。由于磁場區(qū)域較小，且電子運動的速度很大，所以在每個電子通過磁場區(qū)域的過程中，可認(rèn)為磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，即為勻強(qiáng)磁場，不計電子之間的相互作用。

（1）求電子射出電場時的速度大小。

（2）為使所有的電子都能從磁場的bc邊射出，求偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值。

（3）所有的電子都能從磁場的bc邊射出時，熒光屏上亮線的最大長度是多少？

（1）（2）（3）


解析:

（1）設(shè)電子射出電場的速度為v，則根據(jù)動能定理，對電子的加速過程有

   

     （2）當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0或-B0時，電子剛好從b點或c點射出

   

   

   

   

   

    設(shè)電子打在熒光屏上離O′點的最大距離為d，

   

    由于偏轉(zhuǎn)磁場的方向隨時間變化，根據(jù)對稱性可知，熒光屏上的亮線最大長度為：

   

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：2008年高考預(yù)測卷(廣東卷)物理 題型：038

如圖甲所示為電視機(jī)中顯象管的原理示意圖，電子槍中的燈絲加熱陰極而逸出電子，這些電子再經(jīng)加速電場加速后，從O點進(jìn)入由磁偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)磁場中，經(jīng)過偏轉(zhuǎn)磁場后打到熒光屏MN上，使熒光屏發(fā)出熒光形成圖象，不計逸出電子的初速度和重力．已知電子的質(zhì)量為m，電量為e，加速電場的電壓為U．偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的磁場分布在邊長為L的長方形ABCD區(qū)域內(nèi)，磁場方向垂直紙面，且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示．在每個周期內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度都是從－B0均勻變化到B0．磁場區(qū)域的左邊界的中點與O點重合，AB邊與O平行，右邊界BC與熒光屏之間的距離為s．由于磁場區(qū)域較小，且電子運動的速度很大，所以在每個電子通過磁場區(qū)域的過程中，可認(rèn)為磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，即為勻強(qiáng)磁場，不計電子之間的相互作用．

(1)求電子射出電場時速度的大��；

(2)為使所有的電子都能從磁場的BC邊射出，求偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值；

(3)熒光屏上亮線的最大長度是多少？

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科目：高中物理 來源：2008年高考江蘇省物理試卷(模式猜測) 題型：038

如圖甲所示為電視機(jī)中顯像管的原理示意圖，電子槍中的燈絲加熱陰極而逸出電子，這些電子再經(jīng)加速電場加速后，從O點進(jìn)入由磁偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)磁場中，經(jīng)過偏轉(zhuǎn)磁場后打到熒光屏MN上，使熒光屏發(fā)出熒光形成圖像，不計逸出電子的初速度和重力．已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為e，加速電場的電壓為U0，假設(shè)偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的磁場分布在邊長為L的正方形區(qū)域abcd內(nèi)，磁場方向垂直紙面，且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示．在每個周期內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度都是從－B0均勻變化到B0．磁場區(qū)域的左邊界的中點與O點重合，ab邊與OO′平行，右邊界bc與熒光屏之間的距離為S．由于磁場區(qū)域較小，電子速度很大，通過磁場時間t遠(yuǎn)小于磁場變化周期T，不計電子之間的相互作用．

(1)若電視機(jī)工作中由于故障而導(dǎo)致偏轉(zhuǎn)線圈中電流突然消失(其它部分工作正常)，在熒光屏中心形成亮斑．設(shè)所有電子垂直打在熒光屏上之后，全部被熒光屏吸收，且電子流形成的電流為I，求熒光屏所受平均作用力F大��；(用I、U、e、m表示)

(2)為使所有的電子都能從磁場的bc邊射出，求偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值B0；

(3)熒光屏上亮線的最大長度是多少．(假設(shè)電子不會打在熒光屏之外)

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科目：高中物理 來源：2015屆北京四中高二年級第一學(xué)期期末檢測物理試卷（解析版） 題型：計算題

如圖甲所示為電視機(jī)中的顯像管的原理示意圖，電子槍中的燈絲加熱陰極而逸出電子，這些電子再經(jīng)加速電場加速后，從O點進(jìn)入由磁偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)磁場中，經(jīng)過偏轉(zhuǎn)磁場后打到熒光屏MN上，使熒光屏發(fā)出熒光形成圖像，不計逸出的電子的初速度和重力。已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為e，加速電場的電壓為U，偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的磁場分布在邊長為l的正方形abcd區(qū)域內(nèi)，磁場方向垂直紙面，且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示。在每個周期內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度都是從-B0均勻變化到B0。磁場區(qū)域的左邊界的中點與O點重合，ab邊與OO′平行，右邊界bc與熒光屏之間的距離為s。由于磁場區(qū)域較小，且電子運動的速度很大，所以在每個電子通過磁場區(qū)域的過程中，可認(rèn)為磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，即為勻強(qiáng)磁場，不計電子之間的相互作用。求：

（1）為使所有的電子都能從磁場的bc邊射出，求偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值。

（2）若所有的電子都能從磁場的bc邊射出時，熒光屏上亮線的最大長度是多少？

 

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示為電視機(jī)中顯象管示意圖，電子槍中燈絲加熱陰極而逸出電子，這些電子再經(jīng)加速電場加速后，從O點進(jìn)入由磁偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)磁場中，經(jīng)偏轉(zhuǎn)磁場后打到熒光屏MN上，使熒光屏發(fā)出熒光形成圖象。不計逸出電子的初速度和重力。已知電子質(zhì)量為m,電量為e,加加速電場的電壓為U。偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的磁場分布在邊長為L的正方形abcd區(qū)域內(nèi)，磁場方向垂直紙面，且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示。在每個周期內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度都是從-B均勻變化到B。磁場區(qū)域的左邊界的中點與O點重合，ab邊與OO′平行，右邊界bc與熒光屏之間的距離為S。由于磁場區(qū)域較小，且電子運動的的速度很大，所以在每個電子通過磁場區(qū)域的過程中，可認(rèn)為磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，即為穩(wěn)定的勻強(qiáng)磁場，不計電子之間的相互作用。
1）求電子射出電場時的速度大小。
2）為使所有的電子都能從磁場的bc 邊射出，求偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值。
3）熒光屏上亮線的最大長度是多少？

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