电视机显像管原理如图所示,初速度不计的电子经电势差为的电场加速后,沿水平方向进入有边界的磁感应强度为匀强磁场中。已知电子电量为、质量为。若要求电子束的偏转角为,求:磁场有限边界的宽度L
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电视机显像管原理如图所示,初速度不计的电子经电势差为的电场加速后,沿水平方向进入有边界的磁感应强度为匀强磁场中。已知电子电量为、质量为。若要求电子束的偏转角为,求:磁场有限边界的宽度L
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在一个显像管里,电子枪释放出电子,从静止开始经电势差为U0的电场加速之后,电子沿水平方向从南到北运动。该处地磁场在竖直方向上的分量向下,磁感应强度大小为B,已知电子的电荷量为e,质量为m,重力不计。试求:
(1)加速之后电子的速度大小v;
(2)电子在显像管里通过s的路程时,侧移量有多大?
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(16分)显像管的简要工作原理如图所示:阴极K发出的电子(初速度可忽略不计)经电压为U的高压加速电场加速后,沿直线PQ进入半径为r的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面,圆形磁场区域的圆心O在PQ直线上,荧光屏M与PQ垂直,整个装置处于真空中.若圆形磁场区域内的磁感应强度的大小或方向发生变化,都将使电子束产生不同的偏转,电子束便可打在荧光屏M的不同位置上,使荧光屏发光而形成图象,其中Q点为荧光屏的中心.已知电子的电量为e,质量为m,不计电子重力.
(1)求电子射出加速电场时的速度大小;
(2)若圆形区域的磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小为B,求电子离开磁场时的偏转(即出射方向与入射方向所夹的锐角)θ的大小.
(3)若阴极在发出电子的同时还发出一定量的SO42-离子,SO42-离子打在荧光屏上,屏上将出现暗斑,称为离子斑.请根据下面所给出的数据,通过计算说明这样的离子斑将主要集中在荧光屏上的哪一部位.(电子的质量m=9.1×10-31kg,SO42-离子的质量m′=1.6×10-25kg,不计SO42-离子所受的重力及与电子之间的相互作用)
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电子打在荧光屏发光的现象广泛应用于各种电器,比如示波器和老式电视机显像管等。如图甲所示,长方形MNPQ区域(MN=PQ =3d, MQ与NP边足够长)存在垂直纸面向里的匀强磁场,其磁感应强度大小为B。有一块长为5d、厚度不计的荧光屏ab,其上下两表面均涂有荧光粉,平行NP边放置在磁场中,且与NP边相距为d,左端a与MN相距也为d.电子由阴极K等间隔地发射出来(已知电子质量为m、电荷量为e、初速度可视为零)经加速电场加速后,沿MN边进入磁场区域,若粒子打到荧光屏就被吸收。忽略电子重力和一切阻力。
(1)如果加速器的电压为U,求电子刚进入磁场的速度大小;
(2)调节加速电压,求电子落在荧光屏上,使荧光屏发光的区域长度;
(3)若加速电压按如图乙所示的图象变化,求从t=0开始二个周期内,打在荧光屏上的电子数相对总电子数的比例:并分析提高该比例的方法,至少提出两种。
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如图为质谱仪工作原理图,离子从电离室A中的小孔S1逸出(初速度不计),经电压为U的加速电场加速后,通过小孔S2和S3,从磁场上边界垂直于磁场方向进入磁感应强度为B匀强磁场中,运动半个圆周后打在接收底版D上并被吸收。对于同一种元素,若有几种同位素时,就会在D上的不同位置出现按质量大小分布的谱线,经过分析谱线的条数、强度(单位时间内打在底版D上某处的粒子动能)就可以分析该种元素的同位素组成。
(1)求比荷为的粒子进入磁场的速度大小;
(2)若测得某种元素的三种同位素a、b、c打在底版D上的位置距离小孔S3的距离分别为L1、L2、L3,强度分别为P1、P2、P3,求:
①三种同位素a、b、c的粒子质量之比m1:m2:m3;
②三种同位素a、b、c在该种元素物质组成中所占的质量之比M1:M2:M3.
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如图为某质谱仪工作原理图,离子从电离室A中的小孔S1逸出(初速度不计),经电压为U的加速电场加速后,通过小孔S2和S3,从磁场上边界垂直于磁场方向进入磁感应强度为B匀强磁场中,运动半个圆周后打在接收底版D上并被吸收。对于同一种元素,若有几种同位素时,就会在D上的不同位置出现按质量大小分布的谱线,经过分析谱线的条数、强度(单位时间内打在底版D上某处的粒子动能)就可以分析该种元素的同位素组成。
(1)若从小孔S1逸出的粒子质量是m,电荷量为q,求该粒子进入磁场后运动的轨道半径;
(2)若测得某种元素的三种同位素a、b、c打在底版D上位置距离小孔S3的距离分别为L1、L2、L3,强度分别为P1、P2、P3,求:
①三种同位素a、b、c的粒子质量之比m1 : m2 : m3;
②三种同位素a、b、c分别形成的环形电流大小之比。
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