题目内容
如图所示,电视机的显像管中,电子束的偏转是用磁偏转技术实现的.电子束经过加速电场后,进入一圆形匀强磁场区,磁场方向垂直于圆面.不加磁场时,电子束将通过磁场中心O点而打到屏幕上的中心M,加磁场后电子束偏转到P点外侧,现要使电子束偏转回到P点,可行的办法是( )
| A、减小加速电压 | B、增加偏转磁场的磁感应强度 | C、将圆形磁场区域向屏幕靠近些 | D、将圆形磁场的半径增大些 |
分析:由动能定理得到电子获得的速度与加速电压的关系.电子进入磁场后由洛伦兹力提供向心力,根
据牛顿第二定律得到半径与速度的关系,联立得到半径与加速的电压的关系.根据几何知识分析得知,要使电子束偏转回到P点,要减小电子经过磁场后的偏转角度,由电子的轨迹半径与磁场半径的关系分析所采用的方法.
解答:解:电子在加速电场过程,根据动能定理得
eU=
mv2,得到:v=
电子进入磁场做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力,则得:
evB=m
得,电子的轨迹半径为r=
=
=
设圆形磁场区域的半径为R,电子经过磁场后速度的偏向角为θ,根据几何知识得:
tan
=
A、减小加速电压U时,由上可知,r减小,偏转角θ增大,不能使电子束偏转回到P点.故A错误.
B、增加偏转磁场的磁感应强度B时,r减小,偏转θ增大,不能使电子束偏转回到P点.故B错误.
C、将圆形磁场区域向屏幕靠近些时,电子的偏向角不变,根据几何知识可知,电子束偏转可回到P点.故C正确.
D、将圆形磁场的半径增大些时,r不变,θ增大,电子向上偏转增大,不能使电子束偏转回到P点.故D错误.
故选:C
eU=
| 1 |
| 2 |
|
电子进入磁场做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力,则得:
evB=m
| v2 |
| r |
得,电子的轨迹半径为r=
| mv |
| eB |
| m |
| eB |
|
| 1 |
| B |
|
设圆形磁场区域的半径为R,电子经过磁场后速度的偏向角为θ,根据几何知识得:
tan
| θ |
| 2 |
| R |
| r |
A、减小加速电压U时,由上可知,r减小,偏转角θ增大,不能使电子束偏转回到P点.故A错误.
B、增加偏转磁场的磁感应强度B时,r减小,偏转θ增大,不能使电子束偏转回到P点.故B错误.
C、将圆形磁场区域向屏幕靠近些时,电子的偏向角不变,根据几何知识可知,电子束偏转可回到P点.故C正确.
D、将圆形磁场的半径增大些时,r不变,θ增大,电子向上偏转增大,不能使电子束偏转回到P点.故D错误.
故选:C
点评:带电粒子的加速过程,往往根据动能定理求粒子得到的速度,带电粒子在磁场中匀速圆周运动问题,根据牛顿第二定律求半径,由几何知识分析偏转角度,都是基本的思路.
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