题目内容
如图所示的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像。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)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,电子束射到屏幕的中心Q点,设电子全部被屏幕吸收,则每个电子以多大的冲量I冲击屏幕?
(2)偏转磁场的强弱会影响电子偏离屏幕中心的距离,当加偏转磁场且磁感应强度
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(19分)解:(1)设电子射出的电场的速度为v,根据动能定理有
(3分)解得
(2分)以电子为对象分析,根据动量定理有I′=0-mv(2分)根据牛顿第三定律,电子冲击屏幕的冲量大小为
(2分) (2)如图所示,电子在磁场中做匀速圆
周运动,洛伦兹力提供向心力,有
(3分)电子在磁场中偏转的半径R与r有以下关系
(3分)同时有
(2分)解以上方程并代入
(2分)
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