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    显像管是电视机的重要部件，在生产显像管的阴极时，需要用到去离子水．如果去离子水的质量不好，会导致阴极材料中含有较多的SO
     2-4
    离子，用这样的阴极材料制作显像管，将造成电视机的画面质量变差．
    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．不计电子和SO42-离子所受的重力及它们之间的相互作用力．
    （1）已知电子的电量为e，质量为me，求电子射出加速电场时的速度大小；
    （2）在圆形磁场区域内匀强磁场的磁感应强度大小为B时，电子离开磁场时的偏转角大小为θ（即出射方向与入射方向所夹的锐角，且θ未知），请推导tan
    θ
    2
    的表达式；
    （3）若由于去离子水的质量不好，导致阴极材料中含有较多的SO
     2-4
    离子，使得阴极在发出电子的同时还发出一定量的SO
     2-4
    离子，SO
     2-4
    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me=9.1×10-31kg，SO42-离子的质量mso=1.6×10-25kg）
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    （1）设电子经电场加速后的速度为v，对于电子被电场加速的过程运用动能定理有：eU=
    1
    2
    mev2
    解得：v=
    2eU
    me

    （2）电子进入磁场后做匀速圆周运动，设电子在磁场中的运动半径为R，根据洛仑兹力公式和牛顿第二定律有：evB=me
    v2
    R

    解得：R=
    mev
    eB
    =
    1
    B
    2meU
    e

    根据如图2所示的几何关系可知：
    tan
    θ
    2
    =
    r
    R
    =Br
    e
    2meU

    （3）由第（2）问的结果可知，若SO42-离子（电荷量大小为2e）通过圆形磁场区后的偏转角度为θ'，则tan
    θ′
    2
    =Br
    e
    msoU

    所以
    tan
    θ
    2
    tan
    θ′
    2
    =
    mso
    2me
    =3.0×102
    即SO42-离子的偏转角远小于电子的偏转角，所以，观看到的离子斑将主要集中在荧光屏上的中央位置附近．
    答：（1）电子射出加速电场时的速度是v=
    2eU
    me
    ；
    （2）tan
    θ
    2
    的表达式tan
    θ
    2
    =Br
    e
    2meU
    ；
    （3）这样的离子斑将主要集中在荧光屏上的中央位置附近．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    随着生活水平的提高，电视机已进入千家万户，显像管是电视机的重要组成部分．如图所示，为电视机显像管及其偏转线圈L的示意图．如果发现电视画面的幅度比正常时偏小，不可能是下列哪些原因引起（　　）

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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    精英家教网显像管是电视机的重要部件，在生产显像管的阴极时，需要用到去离子水．如果去离子水的质量不好，会导致阴极材料中含有较多的SO
     
    2-
    4
    离子，用这样的阴极材料制作显像管，将造成电视机的画面质量变差．
    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．不计电子和SO42-离子所受的重力及它们之间的相互作用力．
    （1）已知电子的电量为e，质量为me，求电子射出加速电场时的速度大小；
    （2）在圆形磁场区域内匀强磁场的磁感应强度大小为B时，电子离开磁场时的偏转角大小为θ（即出射方向与入射方向所夹的锐角，且θ未知），请推导tan
    θ
    2
    的表达式；
    （3）若由于去离子水的质量不好，导致阴极材料中含有较多的SO
     
    2-
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    离子，使得阴极在发出电子的同时还发出一定量的SO
     
    2-
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    离子，SO
     
    2-
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    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me=9.1×10-31kg，SO42-离子的质量mso=1.6×10-25kg）

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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    （18分）显像管是电视机的重要部件，在生产显像管的阴极时，需要用到去离子水。如果去离子水的质量不好，会导致阴极材料中含有较多的SO42－离子，用这样的阴极材料制作显像管，将造成电视机的画面质量变差。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。不计电子和SO42－离子所受的重力及它们之间的相互作用力。

    （1）已知电子的电量为e，质量为me，求电子射出加速电场时的速度大小；

    （2）在圆形磁场区域内匀强磁场的磁感应强度大小为B时，电子离开磁场时的偏转角大小为θ（即出射方向与入射方向所夹的锐角，且θ未知），请推导tan的表达式；

    （3）若由于去离子水的质量不好，导致阴极材料中含有较多的SO42－离子，使得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me=9.1×10-31kg，SO42－离子的质量mso=1.6×10-25kg）

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    科目：高中物理 来源：2011-2012学年江苏省高三高考一轮复习第八章第2单元物理试卷（解析版） 题型：选择题

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    A．电子枪发射能力减弱，电子数减少

    B．加速电场的电压过高，电子速率偏大

    C．偏转线圈匝间短路，线圈匝数减少

    D．偏转线圈的电流过小，偏转磁场减弱

     

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    随着生活水平的提高，电视机已进入千家万户，  显像管是电视机的重要组成部分．如图所示为电视机显像管及其偏转线圈L的示意图．如果发现电视画面的幅度比正常时偏小，不可能是下列哪些原因引起的                       (　　)                                  图2

    A．电子枪发射能力减弱，电子数减少

    B．加速电场的电压过高，电子速率偏大

    C．偏转线圈匝间短路，线圈匝数减少

    D．偏转线圈的电流过小，偏转磁场减弱

     

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