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(22分)如圖所示,電子顯像管由電子槍、加速電場(chǎng)、偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)及熒光屏組成。在加速電場(chǎng)右側(cè)有相距為d、長(zhǎng)為l的兩平板,兩平板構(gòu)成的矩形區(qū)域內(nèi)存在方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的右邊界與熒光屏之間的距離也為d。熒光屏中點(diǎn)O與加速電極上兩小孔S1、S2位于兩板的中線上。從電子槍發(fā)射質(zhì)量為m、電荷量為 –e的電子,經(jīng)電壓為U0的加速電場(chǎng)后從小孔S2射出,經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后,最后打到熒光屏上。若,不計(jì)電子在進(jìn)入加速電場(chǎng)前的速度。
(1) 求電子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大;
(2) 調(diào)整勻強(qiáng)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱重復(fù)實(shí)驗(yàn),電子可打在熒光屏上的不同位置。求電子到達(dá)熒光屏的位置與O點(diǎn)距離的最大值和此時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大。
(3) 若撤去磁場(chǎng),在原磁場(chǎng)區(qū)域加上間距仍為d的上、下極板構(gòu)成的偏轉(zhuǎn)電極,加速電極右側(cè)與偏轉(zhuǎn)電極緊靠。為了使電子經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后到達(dá)熒光屏上的位置與經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)的最大值相同。在保持O與S2距離不變,允許改變板長(zhǎng)的前提下,求所加偏轉(zhuǎn)電壓的最小值。
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