题目内容

(2013唐山一中检测)在如图甲所示的装置中,阴极K能够连续不断地发射初速不计的电子,这些电子经P、K间的电场加速后,都能通过P板上的小孔沿垂直于P板的方向进入P板右侧的区域,打到P板右侧L远处且与P平行的荧光屏Q上的O点,由于P、K相距很近,所有电子通过电场所用时间忽略不计。现在P与Q间加垂直纸面向里的匀强磁场,且从某一时刻t=0开始,在P、K间加一周期性变化的电压,电压随时间的变化关系如图乙所示,则从该时刻起,所有从小孔射出的电子恰好能全部打到荧光屏上。已知电子质量为m,带电量为e,粒子在磁场中做圆周运动的周期小于4T0,求:

(1)电子打到荧光屏上的范围;

(2)从t=0时刻开始在电压变化的一个周期内,打到屏上距O点最近的电子与最远的电子的时间差。

 


解:

(1)经U0加速的电子,在磁场中偏转半径最小,根据题意,刚好能与Q屏相切A点,设匀强磁场磁感应强度为B,即:

                  (1分)

           (1分)

经最大电压加速的电子,在磁场中运动的轨道半径为R,与Q屏交于D点,则:

,                    

                     (2分)

由以上各式及几何关系可算得,OA=L ,    (2分)

即电子打到荧光屏上的范围是O点下方距O点到L之间 。(1分)

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