一匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里,其边界如图中虚线所示,弧ab是半径为R的半圆,ac、bd与直径ab共线,a、c间的距离等于半圆的半径R。一束质量为m、电荷量均为()的粒子,在纸面内从c点垂直于ac以不同速度射入磁场,不计粒子所受重力及粒子间的相互作用。对在磁场中运动时间最短的粒子,求:
(1)其在磁场中运动的最短时间。
(2)其从射出磁场至运动到边界线cabd上所用时间。
(1)其在磁场中运动的最短时间。
(2)其从射出磁场至运动到边界线cabd上所用时间。
更新时间:2022-02-26 10:51:56
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【知识点】 带电粒子在弧形边界磁场中运动
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【推荐1】电视机显像管中需要用变化的磁场来控制电子束的偏转。如图所示为显像管工作原理示意图,阴极K发射的电子束(初速度不计)经电压为U的电场加速后,进入一圆形区域,圆形区域中心为O,半径为r,荧光屏MN到中心O的距离为L。当圆形区域内不加磁场时,电子束将通过O点垂直打到屏幕的中心P点。当圆形区域内加一垂直于圆面向里的磁感应强度为B的匀强磁场时电子束打在荧光屏上的Q点(图中未标出),PQ的长度为。不计电子之间的相互作用及所受的重力。求:
(1)电子的比荷;
(2)电子在磁场中运动的时间。
(1)电子的比荷;
(2)电子在磁场中运动的时间。
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【推荐2】电视机中显像管(抽成真空玻璃管)的成像原理主要是靠电子枪产生高速电子束,并在变化的磁场作用下发生偏转,打在荧光屏不同位置上发出荧光而形成像。显像管的原理示意图(俯视图)如图甲所示,在电子枪右侧的偏转线圈可以产生使电子束沿纸面发生偏转的磁场,偏转的磁场可简化为由通电螺线管产生的与纸面垂直的磁场,该磁场分布的区域为圆形(如图乙所示),其磁感应强度B=μNI,式中μ为磁常量,N为螺线管线圈的匝数,I为线圈中电流的大小。由于电子的速度极大,同一电子穿过磁场过程中可认为磁场没有变化,是稳定的匀强磁场.已知电子质量为m,电荷量为e,电子枪加速电压为U,μ为常数,螺线管线圈的匝数N,偏转磁场区域的半径为r,其圆心为O点。当没有磁场时,电子束通过O点,打在荧光屏正中的M点,O点到荧光屏中心的距离OM=L。若电子被加速前的初速度和所受的重力、电子间的相互作用力以及地磁场对电子束的影响均可忽略不计,不考虑相对论效应及磁场变化所激发的电场对电子束的作用。
(1)若电子束经偏转磁场后速度的偏转角θ=60°,求此种情况下;
a.电子穿过磁场区的时间;
b.螺线管线圈中电流I0的大小。
(2)当线圈中通入如图丙所示的电流,其最大值为第(2)问中电流的0.5倍,求电子束打在荧光屏上发光所形成“亮线”的长度。(可能需要的数学公式)
(1)若电子束经偏转磁场后速度的偏转角θ=60°,求此种情况下;
a.电子穿过磁场区的时间;
b.螺线管线圈中电流I0的大小。
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