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(chǎng)加速后，從O點(diǎn)進(jìn)入由磁偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中，經(jīng)過(guò)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)后打到熒光屏MN上，使熒光屏發(fā)出熒光形成圖像，不計(jì)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(chǎng)的電壓為U，偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)分布在邊長(zhǎng)為l的正方形abcd區(qū)域內(nèi)，磁場(chǎng)方向垂直紙面，且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示。在每個(gè)周期內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度都是從-B0均勻變化到B0。磁場(chǎng)區(qū)域的左邊界的中點(diǎn)與O點(diǎn)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(chǎng)區(qū)域較小，且電子運(yùn)動(dòng)的速度很大，所以在每個(gè)電子通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中，可認(rèn)為磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，即為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，不計(jì)電子之間的相互作用。求：

（1）為使所有的電子都能從磁場(chǎng)的bc邊射出，求偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值。
（2）若所有的電子都能從磁場(chǎng)的bc邊射出時(shí)，熒光屏上亮線的最大長(zhǎng)度是多少？

（1） （2）

解析試題分析：（1）當(dāng)偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最大為B0時(shí)，電子恰好從b點(diǎn)射出。
電子先經(jīng)過(guò)加速電場(chǎng)加速，由動(dòng)能定理：

然后，電子在磁場(chǎng)中發(fā)生偏轉(zhuǎn)，洛侖茲力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力：

由幾何關(guān)系可知，此時(shí)電子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為：

∴偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)的最大磁感應(yīng)強(qiáng)度：
（2）電子從偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)射出后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它恰好從b點(diǎn)射出時(shí)，對(duì)應(yīng)屏幕上的亮點(diǎn)離O’最遠(yuǎn)。
此時(shí)，電子的速度偏轉(zhuǎn)角滿足：
∴電子在熒光屏上亮線的最大長(zhǎng)度：
考點(diǎn)：帶電粒子在加速電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（12分）如圖所示，水平放置的兩塊長(zhǎng)直平行金屬板a、b相距為d，b板下方整個(gè)空間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．今有一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子（不計(jì)重力），從a板左端貼近a板處以大小為v0的初速度水平射入板間，在勻強(qiáng)電場(chǎng)作用下，剛好從b板的狹縫P處穿出，穿出時(shí)的速度方向與b板所成的夾角為θ=30°，之后進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng)，最后粒子碰到b板的Q點(diǎn)（圖中未畫出）。求：

（1）a、b板之間勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E和狹縫P與b板左端的距離。
（2）P、Q兩點(diǎn)之間的距離L．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，在兩條平行的虛線間存在著寬度為L(zhǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在與右側(cè)虛線相距為L(zhǎng)處有一個(gè)與電場(chǎng)平行的屏．現(xiàn)有一電荷量為+q、質(zhì)量為m的帶電粒子（重力不計(jì)），以垂直于電場(chǎng)線方向的初速度v0射入電場(chǎng)中，v0方向的延長(zhǎng)線與屏的交點(diǎn)為O．試求：

（1）粒子從射入到打到屏上所用的時(shí)間；
（2）粒子剛射出電場(chǎng)時(shí)的速度方向與初速度方向間夾角的正切值；
（3）粒子打在屏上的點(diǎn)P到O距離y．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

(6分).勻強(qiáng)電場(chǎng)中，將一電荷量為2×10-5C的負(fù)電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，其電勢(shì)能增加了0.1J，已知A、B兩點(diǎn)間距為2cm，兩點(diǎn)連線與電場(chǎng)方向成60°角，如圖所示，問(wèn)：

(1)在電荷由A移到B的過(guò)程中，電場(chǎng)力做了多少功？
(2)A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為多少？
(3)該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為多大？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（9分）如圖所示，水平放置的平行板電容器，原來(lái)兩板不帶電，上極板接地，極板長(zhǎng)L=0.1m，兩板間距離d=0.4cm，有一束由相同微粒組成的帶正電粒子流，以相同的初速度V0從兩板中央依次水平射入（每隔0.1s射入一個(gè)微粒），由于重力作用微粒能落到下板，已知微粒質(zhì)量m=2×10-6kg，電量q=l×10-8C，電容器電容C=l×10-6F。取g=10m/s2，整個(gè)裝置處在真空中。求：

（1）第一顆微粒落在下板離端點(diǎn)A距離為的O點(diǎn)，微粒射人的初速度V0應(yīng)為多大？ 
（2）以上述速度V0射入的帶電微粒最多能有多少個(gè)落在下極板上？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電粒子自靜止開始釋放，經(jīng)M、N板間的電場(chǎng)加速后，從A點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)邊界射入寬度為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，該粒子離開磁場(chǎng)時(shí)的位置P偏離入射方向的距離為L(zhǎng)，如圖所示．已知M、N兩板間的電壓為U，粒子的重力不計(jì)．求：勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

一初速度為零的帶電粒子從A板處經(jīng)電壓為U=4.0×103V的勻強(qiáng)電場(chǎng)加速后，到B板處獲得5.0×103m/s的速度，粒子通過(guò)加速電場(chǎng)的時(shí)間t=1.0×10-4s，不計(jì)重力作用，

（1）帶電粒子的比荷為多大？
（2）勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為多大？
（3）粒子通過(guò)電場(chǎng)過(guò)程中的位移為多

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，兩塊豎直放置的導(dǎo)體板間存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，板間距離為。有一帶電量為、質(zhì)量為的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）以水平速度從A孔進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，且恰好沒(méi)有與右板相碰，小球最后從B孔離開勻強(qiáng)電場(chǎng)，若A、B兩孔的距離為，重力加速度為，求：

（1）兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小；
（2）小球從A孔進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度；
（3）從小球進(jìn)入電場(chǎng)到其速度達(dá)到最小值，小球電勢(shì)能的變化量為多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（10分）如圖，質(zhì)量為m、電量為 e的電子，從A點(diǎn)以速度v0垂直場(chǎng)強(qiáng)方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)中，從B點(diǎn)射出電場(chǎng)時(shí)的速度方向與電場(chǎng)線成120o角，問(wèn)A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差是多少？

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