(20分)电视机的显像管中,电子束的偏转是用电偏和磁偏转技术实现的。如图甲所示,电子枪发射出的电子经小孔S 1 进入竖直
来源:学生作业帮 编辑:搜搜考试网作业帮 分类:综合作业 时间:2024/08/05 18:24:37
(20分)电视机的显像管中,电子束的偏转是用电偏和磁偏转技术实现的。如图甲所示,电子枪发射出的电子经小孔S 1 进入竖直放置的平行金属板M、N间,两板间所加电压为U 0 ;经电场加速后,电子由小孔S 2 沿水平放置金属板P和Q的中心线射入,两板间距离和长度均为 ;距金属板P和Q右边缘 处有一竖直放置的荧光屏;取屏上与S 1 、S 2 共线的O点为原点,向上为正方向建立x轴。已知电子的质量为m,电荷量为e,初速度可以忽略。不计电子重力和电子之间的相互作用。 (1)求电子到达小孔S 2 时的速度大小v; (2)若金属板P、Q间只存在垂直于纸面向外的匀强磁场,电子恰好经过P板的右边缘飞出,求磁场的磁感应强度大小B; (3)若金属板P和Q间只存在电场,P、Q两板间电压u随时间t的变化关系如图乙所示,单位时间内从小孔S 1 进入的电子个数为N。电子打在荧光屏上形成一条亮线;每个电子在板P和Q间运动的时间极短,可以认为两板间的电压恒定;忽略电场变化产生的磁场。试求在一个周期(即2t 0 时间)内打到荧光屏单位长度亮线上的电子个数n。 |
(1) (2) (3)
试题分析:(1)根据动能定理
①
解得: ②
(2)电子在磁场中做匀速圆周运动,设圆运动半径为 R,在磁场中运动轨迹如图,由几何关系
③
根据牛顿第二定律: ④
解得: ⑤
(3) 设电子在偏转电场PQ中的运动时间为t,PQ间的电压为u时恰好打在极板边缘
垂直电场方向: ⑥
平行电场方向: ⑦
此过程中电子的加速度大小 ⑧
解得: , 即当两板间电压为 时打在极板上 ⑨
电子出偏转电场时,在x方向的速度
⑩
电子在偏转电场外做匀速直线运动,设经时间t 2 到达荧光屏。则
水平方向:
竖直方向:
电子打在荧光屏上的位置坐标
亮线长度
一个周期内打在荧光屏上的电子数:
2t 0 时间内,打到单位长度亮线上的电子个数 :
评分标准:①③④⑤式各2分,其余各式均1分,共计20分。
试题分析:(1)根据动能定理
①
解得: ②
(2)电子在磁场中做匀速圆周运动,设圆运动半径为 R,在磁场中运动轨迹如图,由几何关系
③
根据牛顿第二定律: ④
解得: ⑤
(3) 设电子在偏转电场PQ中的运动时间为t,PQ间的电压为u时恰好打在极板边缘
垂直电场方向: ⑥
平行电场方向: ⑦
此过程中电子的加速度大小 ⑧
解得: , 即当两板间电压为 时打在极板上 ⑨
电子出偏转电场时,在x方向的速度
⑩
电子在偏转电场外做匀速直线运动,设经时间t 2 到达荧光屏。则
水平方向:
竖直方向:
电子打在荧光屏上的位置坐标
亮线长度
一个周期内打在荧光屏上的电子数:
2t 0 时间内,打到单位长度亮线上的电子个数 :
评分标准:①③④⑤式各2分,其余各式均1分,共计20分。
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