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(12分)在电视机的设计制造过程中,要考虑到地磁场对电子束偏转的影响,可采用某种技术进行消除.为确定地磁场的影响程度,需先测定地磁场的磁感应强度的大小,在地球的北半球可将地磁场的磁感应强度分解为水平分量B1和竖直向下的分量B2,其中B1沿水平方向,对电子束影响较小可忽略,B2可通过以下装置进行测量.如图11所示,水平放置的显像管中电子(质量为m,电荷量为e)从电子枪的炽热灯丝上发出后(初速度可视为0),先经电压为U的电场加速,然后沿水平方向自南向北运动,最后打在距加速电场出口水平距离为L的屏上,电子束在屏上的偏移距离为d.

(1)试判断电子束偏向什么方向;
(2)试求地磁场的磁感应强度的竖直分量B2.
(1)向东偏 (2)
(1)利用左手定则,可得电子束向东偏.
(2)由题意作出电子的运动轨迹如图所示.

电子经电场加速,由动能定理得:eU=mv2
电子在磁场中做圆周运动,利用几何知识得:
R2=(R-d)2+L2
洛伦兹力提供向心力evB2=m,得:R=
由以上各式得:B2.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

电子自静止开始经M? N板间(两板间的电压为U)的电场加速后从A点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中,电子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L,如图所示.求:
(1)正确画出电子由静止开始直至离开匀强磁场时的轨迹图;(用尺和圆规规范作图)
(2)匀强磁场的磁感应强度B.(已知电子的质量为m,电荷量为e)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,速度不同的同种带电粒子(重力不计)a、b沿半径AO方向进入一圆形匀强磁场区域,a,b两粒子的运动轨迹分别为AB和AC,则下列说法中正确的是
A.a、b两粒子均带正电
B.a粒子的速度比b粒子的速度大
C.a粒子在磁场中的运动时间比b粒子长
D.两粒子离开磁场时的速度反向延长线一定都过圆心O

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示宽度为d的区域上方存在垂直纸面、方向向内、磁感应强度大小均为B的匀强磁场,现有一质量为m,带电量为+q的粒子在纸面内以速度v从此区域下边缘上的A点射入,其方向与下边缘线成30°角,试求当v满足什么条件时,粒子能回到A

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(10分)如图所示,虚线所围圆形区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.一束电子沿圆形区域的直径方向以速度v射入磁场,电子束经过磁场区后,其运动的方向与原入射方向成角.设电子质量为m,电荷量为e,不计电子之间的相互作用力及所受的重力.求:
(1)电子在磁场中运动的时间t
(2)圆形磁场区域的半径r.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,在直角坐标系XOY平面内,在Y>0处有与X轴成60°角的匀强电场,场强大小E=103v/m,在Y<0处有垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B=T。现从t=0时刻在坐标为(0,10cm)的P点由静止释放一比荷为104C/kg的带正电的微粒A,不计微粒的重力。求:

(1)微粒进入磁场后在磁场中运动的半径;
(2)第二次穿过X轴的时刻;
(3)在释放微粒A后又在电场中由静止释放另一个与A完全相同的微粒B,若要使微粒A在第二次穿过X轴到第三次穿过X轴的时间内与微粒B相遇,求微粒B释放的时刻和释放的位置。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,空间分布着方向平行于纸面且与场区边界垂直的有界匀强电场,电场强度为E、宽度为L。在紧靠电场右侧的圆形区域内,分布着垂直于纸面向外的匀强磁场,圆形磁场区域半径为r。当一带正电的粒子(质量为m,电荷量为q)从A点静止释放后,在M点离开电场,并沿半径方向射入磁场区域,磁感应强度为B,粒子恰好从N点射出,O为圆心,∠MON=120°,粒子重力忽略不计。求:

(1)粒子经电场加速后,进入磁场时速度v的大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小和粒子在电场、磁场中运动的总时间t;
(3)若粒子在离开磁场前某时刻,磁感应强度方向不变,大小突然变为B1,此后粒子恰好被束缚在该磁场中,则B1的最小值为多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,在空间中有一直角坐标系xOy,其第一象限内充满着两个方向不同的匀强磁场区域I和II,直线OP是它们的边界。区域I中的磁感应强度为2B,方向垂直纸面向里,区域II中的磁感应强度为B,方向垂直垂直纸面向外,边界上的P点坐标为(3L,3L),一质量为m,电荷量为+q的粒子从P点平行于y轴正方向以速度V0=射入区域I,经区域I偏转后进入区域II(忽略粒子重力),求:

小题1:粒子在I和II两磁场中做圆周运动的半径之比;
小题2:粒子在磁场中运动的总时间;
小题3:粒子离开磁场的位置坐标。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,倾斜挡板NM上有一个小孔K,NM与水平挡板NP成60°角,K与N间的距离。现有质量为m,电荷量为q的正电粒子组成的粒子束,垂直于倾斜挡板NM,以速度v0不断射入,不计粒子所受的重力。 

(1)若在NM和NP两档板所夹的区域内存在一个垂直于纸面向外的匀强磁场,NM和NP为磁场边界。粒子恰能垂直打在水平挡板NP上,求匀强磁场的磁感应强度的大小。
(2)若在NM和NP两档板所夹的区域内,只在某一部分区域存在一与(1)中大小相等方向相反的匀强磁场。从小孔K飞入的这些粒子经过磁场偏转后也能垂直打到水平挡板NP上(之前与挡板没有碰撞),求粒子在该磁场中运动的时间。  
(3)若在(2)问中,磁感应强度大小未知,从小孔K飞入的这些粒子经过磁场偏转后能垂直打到水平挡板NP上(之前与挡板没有碰撞),求该磁场的磁感应强度的最小值。 

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