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    如图甲所示为电视机中的显像管的原理示意图，电子枪中的灯丝加热阴极而逸出电子，这些电子再经加速电场加速后，从O点进入由磁偏转线圈产生的偏转磁场中，经过偏转磁场后打到荧光屏MN上，使荧光屏发出荧光形成图像，不计逸出的电子的初速度和重力。已知电子的质量为m、电荷量为e，加速电场的电压为U，偏转线圈产生的磁场分布在边长为l的正方形abcd区域内，磁场方向垂直纸面，且磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。在每个周期内磁感应强度都是从-B0均匀变化到B0。磁场区域的左边界的中点与O点重合，ab边与OO′平行，右边界bc与荧光屏之间的距离为s。由于磁场区域较小，且电子运动的速度很大，所以在每个电子通过磁场区域的过程中，可认为磁感应强度不变，即为匀强磁场，不计电子之间的相互作用。
    （1）求电子射出电场时的速度大小。
    （2）为使所有的电子都能从磁场的bc边射出，求偏转线圈产生磁场的磁感应强度的最大值。
    （3）所有的电子都能从磁场的bc边射出时，荧光屏上亮线的最大长度是多少？
    （1）（2）（3）
    （1）设电子射出电场的速度为v，则根据动能定理，对电子的加速过程有


    （2）当磁感应强度为B0或-B0时，电子刚好从b点或c点射出





    设电子打在荧光屏上离O′点的最大距离为d，

    由于偏转磁场的方向随时间变化，根据对称性可知，荧光屏上的亮线最大长度为：
    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    将带电量为l×10-8C的正电荷a，从无限远处的P点移到电场中的A点，要克服电场力做功1×10-6J．若取无限远处为电势零点，问：
    (1) 电荷a的电势能是增加还是减少? 电荷a在A点具有多少电势能?
    (2) A点的电势是多少? 
    (3) 若仅靠电场力可以把带电量为2×10-8C的电荷b从无限远处移到电场中的A点，说明电荷b带正电还是带负电? 电场力做了多少功?

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题


    个带正电、质量为的小球由静止释放，运动中小球的速度方向与竖直方向夹角一直
    保持为．现将该小球从电场中某点以初速 、方向与电场方向成抛出，如图所
    示．重力加速度取g，．求：

    (1)小球受到电场力的大小；
    (2)抛出后，小球回到与抛出点等高处的时间；
    (3)小球从抛出至到回到与抛出点等高处的过程中，电势能变化了多少．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图所示为示波器的原理图，电子枪中炽热的金属丝可以发射电子，初速度很小，可视为零。电子枪的加速电压为U0，紧挨着是偏转电极YY’、XX’，设偏转电极的极板长均为L1，板间距离均为d，偏转电极XX’的右端到荧光屏的距离为L2，电子电量为e，质量为m(不计偏转电极YY’和XX’之间的间距)。在YY’、XX’偏转电极上不加电压时，电子恰能打在荧光屏上坐标的原点。

    求：（1）若只在YY’偏转电极上加电压U YY’=U1(U1>0)，则电子到达荧光屏上的速度多大？（2）在第（1）问中，若再在XX’偏转电极上加上U XX’ =U2(U2>0)，试在荧光屏上标出亮点的大致位置，并求出该点在荧光屏上坐标系中的坐标值。（13分）
     

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图所示，水平面上有一倾角为α＝30°的斜面，图中竖直虚线左侧空间存在水平向右的匀强电场，虚线右侧无电场。现有一质量为m、电荷量为－q的绝缘小球（可视为质点）从斜面顶端A点以初速度v0水平向右抛出，小球落到斜面上的B点，且B点恰好为电场右侧边界与斜面的交点，接着小球与斜面发生弹性碰撞，当小球再次落到斜面上时恰好打在斜面最底端的C点，已知重力加速度为g，匀强电场的场强大小为，求：斜面总长度L。（小球与斜面发生弹性碰撞时，碰撞前后的瞬间速度大小相等，且遵守光的反射定律）

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如下图所示，现有一质量为、电荷量的带电小球在水平光滑绝缘桌面上向右以的速度匀速直线运动，某时从桌边缘D水平飞出，之后小球恰好从竖直放置的有等量异种电荷的平行金属板P、Q上端E处进入两板间，又沿直线运动碰到Q板上的F点，不计各种阻力，已知DE之间的竖直高度，两板间的距离，匀强电场只存在于M、N之间，取。求：
    （1）判断两板带电正负情况，求出两极板间的电势差。
    （2）小球由D到F所用总时间。
    （3）小球到达F点时的动能。

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图，空间中存在两条射线OM、ON，以及沿射线OM方向的匀强电场，已知∠NOM＝θ，某带电粒子从射线OM上的某点P垂直于OM入射，仅在电场作用下经过射线ON上的Q点，若Q点离O点最远且OQ＝L，求（1）粒子入射点P离O点的距离S。
    （2）带电粒子经过电压U加速后从P点入射，则改变电压U时，欲使粒子仍然能经过Q点，试画出电压U与匀强电场的场强E之间的关系。（只定性画出图线，无需说明理由）

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图所示为电子显示仪器（如示波器）的核心部件．如图所示，左边部分为加速装置，阴极产生的热电子（电荷量为e，质量为m）由静止开始经加速电压μ1加速后，进入板长为l，间距为d，直流电压为μ2的偏转电场区域，偏转区域右侧为荧光屏，电子轰击荧光屏能够显示出光斑P．依据上述信息，求：
    （l）电子离开加速电场时的速度大小；
    （2）电子离开偏转电场时的速度与进入时速度的夹角的正切值；
    （3）若把某时刻做为计时起点t=0，从该时刻起显示屏由静止开始向左做加速度为a的匀加速直线运动，试定量说明光斑在屏上的运动性质．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图1所示，A和B是真空中两块面积很大的平行金属板、加上交变电压，在两板间产生变化的电场。已知B板电势为零，在0～T时间内，A板电势UA随时间变化的规律如图2所示，其中UA的最大值为U0，最小值为 -2U0 。在图1中，虚线MN表示与A、B板平行且等距的一个较小的面，此面到A和B的距离皆为L。在此面所在处，不断地产生电量为q、质量为m的带负电微粒，微粒随时间均匀产生出来。微粒产生后，从静止出发在电场力的作用下运动。设微粒一旦碰到金属板，就附在板上不再运动，且其电量同时消失，不影响A、B板的电压。已知在0～T时间内产生出来的微粒，最终有四分之一到达了A板，求这种微粒的比荷（q/m）。（不计微粒重力，不考虑微粒之间的相互作用）。

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