高中 | 电视显像管 题目答案及解析

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选修3-1

第三章 磁场

3.5 运动电荷在磁场中受到的力

电视显像管

电视机显像管应用了电子束磁偏转原理。如图所示,电子束经电子枪加速后进入磁感应强度大小为$B$的匀强磁场,经磁场偏转后打在荧光屏上产生亮点。已知电子的比荷为$k$,加速电子束的电子枪电压为$U$。电子束按图中方向偏转,在匀强磁场中运动轨迹所对应的圆心角为$\dfrac{\pi }{4}$,由此可知$(\qquad)$

 

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图中偏转磁场的方向为垂直纸面向外

","

电子进入偏转磁场时的速度为$\\sqrt{\\dfrac{2U}{k}}$

","

电子在偏转磁场中运动轨迹的半径为$\\sqrt{\\dfrac{2U}{k{{B}^{2}}}}$

","

电子在偏转磁场中的运动时间为$\\dfrac{k\\pi }{4B}$

"]
[["AC"]]

$\rm A$、由左手定则可判断出偏转磁场的方向为垂直纸面向外,故$\rm A$正确;

$\rm B$、设电子质量为$m$,电量为$e$,电子束射入到偏转磁场的速度为$v$,由动能定理有:$eU=\dfrac{1}{2}m{{v}^{2}}$,解得:$v=\sqrt{\dfrac{2eU}{m}}=\sqrt{2kU}$,故$\rm B$错误;

$\rm C$、电子偏转磁场中运动,由洛伦兹力提供向心力有:$evB=\dfrac{m{{v}^{2}}}{r}$,解得:$r=\dfrac{mv}{eB}=\sqrt{\dfrac{2U}{k{{B}^{2}}}}$,故$\rm C$正确;

$\rm D$、电子在磁场中的运动时间$t=\dfrac{\theta r}{v}=\dfrac{\theta m}{eB}=\dfrac{\pi }{4kB}$,故$\rm D$错误。

故选:$\rm AC$

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如图甲所示是电视显像管原理示意图,电子枪发射出的电子束经过偏转线圈产生的磁场发生偏转,打在荧光屏上。当没有磁场时,电子束打在荧光屏正中的点,不计电子的重力。偏转线圈产生磁场的图像如图乙所示,设垂直纸面向里的磁场方向为正方向,则电子打在荧光屏上的位置 下面甲图是示波器的结构示意图,乙图是电视机显像管的结构示意图,二者相同的部分是电子枪(给电子加速形成电子束)和荧光屏(电子打在上面形成亮斑);不同的是使电子束发生偏转的部分:分别是匀强电场(偏转电极)和匀强磁场(偏转线圈),即示波器是电场偏转,显像管是磁场偏转。设某次电子束从电子枪射出后分别打在甲、乙两图中的点,则在此过程中,下列说法正确的是 显像管电视机应用了电子束的磁偏转原理,显像管电子枪发出的电子,由安装在管颈上的偏转线圈产生的磁场控制电子水平偏转,水平方向偏转的俯视图如图所示,水平方向由到的扫描,称之为行扫描。关于由到的一次行扫描过程中行偏转线圈产生的磁场,下列说法正确的是 如图所示是一个电视机显像管的原理示意图,要使电子束在竖直方向偏离中心,打在荧光屏上的点,那么偏转磁场的方向是 如图所示为电视机显像管示意图,没有磁场时电子束打在荧光屏正中的点。安装在管颈的偏转线圈通以电流后,可产生偏转磁场。则 利用电场和磁场控制电子的运动,在现代科学实验和设备中有广泛应用。已知电子质量为、电荷量为,由静止经电压为的加速电场加速后射出。
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