15. CT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称,可用于对多种病情的探测。图甲是某种CT机主要部分的剖面图,其中X射线产生部分的示意图如图乙所示。图乙中
M、
N之间有一电子束的加速电场,加速电压恒定为
U;高度足够高、宽度为
d的虚线框内有垂直纸面的匀强偏转磁场,电子束从静止开始在
M、
N之间加速后以一定的速度水平射出并进入偏转磁场,速度方向偏转
后打到靶环上产生X射线,探测器能够探测到竖直向上射出的X射线。已知电子质量为
m、电荷量为
e,不计电子受到的重力,该装置置于真空中。
(1)求偏转磁场的磁感应强度的大小
B;
(2)若撤去磁场,在虚线框中加一沿竖直方向的匀强偏转电场,可使电子偏转
时离开电场,最后打在靶环上产生X射线,求电子所受的电场力大小
F;
(3)在(2)的基础上,靶环形状是以
P点为圆心的圆面,
P点距偏转电场中心的水平距离为
l。若匀强偏转电场的电场强度的大小
E可调整,靶环的半径为
R,要使电子束能打到靶环上,求电场强度的最大值和最小值之比
。