3.电视机的显像管中电子束的偏转是应用磁偏转技术实现的.如图1所示为显像管的原理示意图.显像管中有一个电子枪,工作时阴极发射的电子(速度很小,可视为零)经过加速电场加速后,穿过以O点为圆心、半径为r的圆形磁场区域(磁场方向垂直于纸面),撞击到荧光屏上使荧光屏发光.
已知电子质量为m、电荷量为e,加速电场的电压为U,在没有磁场时电子束通过O点打在荧光屏正中央的M点,OM间距离为S.电子所受的重力、电子间的相互作用力均可忽略不计,也不考虑磁场变化所激发的电场对电子束的作用.由于电子经过加速电场后速度很大,同一电子在穿过磁场的过程中可认为磁场不变.

(1)求电子束经偏转磁场后打到荧光屏上时的速率;
(2)若磁感应强度随时间变化关系如图2所示,其中B0=$\frac{1}{3r}$$\sqrt{\frac{6mU}{e}}$,求电子束打在荧光屏上发光所形成的“亮线”长度.
(3)若其它条件不变,只撤去磁场,利用电场使电子束发生偏转.把正弦交变电压加在一对水平放置的矩形平行板电极上,板间区域有边界理想的匀强电场.电场中心仍位于O点,电场方向垂直于OM,为了使电子束打在荧光屏上发光所形成的“亮线”长度与(2)中相同,问:极板间正弦交变电压的最大值Um,极板长度L、极板间距离d之间需要满足什么关系?(由于电子的速度很大,交变电压周期较大,同一电子穿过电场的过程可认为电场没有变化,是稳定的匀强电场)
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