在電子顯像管內(nèi)部，由熾熱的燈絲發(fā)射出的電子在經(jīng)過一定的電壓加速后，進入偏轉(zhuǎn)磁場區(qū)域，最后打到熒光屏上，當所加的偏轉(zhuǎn)磁場的磁感應強度為零時，電子應沿直線運動打在熒光屏的正中心位置．但由于地磁場對帶電粒子運動的影響，會出現(xiàn)在未加偏轉(zhuǎn)磁場時電子束偏離直線運動的現(xiàn)象，所以在精密測量儀器的顯像管中常需要在顯像管的外部采取磁屏蔽措施以消除地磁場對電子運動的影響．
已知電子質(zhì)量為m、電荷量為e，從熾熱燈絲發(fā)射出的電子（可視為初速度為零）經(jīng)過電壓為U的電場加速后，沿水平方向由南向北運動．若不采取磁屏蔽措施，且已知地磁場磁感應強度的豎直向下分量的大小為B，地磁場對電子在加速過程中的影響可忽略不計．在未加偏轉(zhuǎn)磁場的情況下，
（1）試判斷電子束將偏向什么方向；
（2）求電子在地磁場中運動的加速度的大小；
（3）若加速電場邊緣到熒光屏的距離為l，求在地磁場的作用下使到達熒光屏的電子在熒光屏上偏移的距離．
（1）根據(jù)左手定則，可以判斷出電子束將偏向東方．
（2）設(shè)從加速電場射出的電子速度為v0，則根據(jù)動能定理有：
eU=
1
2
mv02
從加速電場射出的電子在地磁場中受到洛倫茲力的作用而做勻速圓周運動，設(shè)電子的加速度為a，根據(jù)牛頓第二定律，ev0B=ma
由以上各式解得：a=
eB
m
?
2eU
m

（3）設(shè)電子在地磁場中運動的半徑為R，
根據(jù)牛頓第二定律：ev0B=m
v02
R

得R=
mv0
eB

設(shè)電子在熒光屏上偏移的距離為x，根據(jù)圖中的幾何關(guān)系，有：
x=R-
R2-l2

結(jié)合以上關(guān)系，
得x=
1
B
2mU
e
-
2mU
eB2
-L2
．
答：（1）電子束將向東偏．
（2）電子在磁場中運動的向心加速度是
eB
m
?
2eU
m
．
（3）在磁場的作用下打到熒光屏的電子與0點的距離是
1
B
2mU
e
-
2mU
eB2
-L2
．
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，水平放置的兩平行金屬板間存在相互垂直的勻強磁場和勻強電場，磁場的磁感應強度為B1，方向與紙面垂直，電場的場強E=2.0×105V/m，方向豎直向下，PQ為板間中線．緊靠平行板右側(cè)邊緣建立平面直角坐標系xOy，在第一象限內(nèi)，存在著以AO為理想邊界的兩個勻強磁場區(qū)域，方向如圖所示，磁感應強度B2=B3=0.6T，AO和y軸間的夾角θ=30°．一束帶負電的粒子，質(zhì)量不同，帶電量q=2.5×10-8C，以v=5×105m/s的水平速度從P點射入板間，沿PQ做直線運動，穿出平行板區(qū)域后從y軸上坐標為（0，0.3m）的Q點垂直于y軸射入磁場區(qū)域．（粒子的重力不計）
（1）求磁感應強度B1的大小和方向；
（2）若粒子不能穿過AO邊界，試確定其質(zhì)量m應滿足的條件；
（3）若m=9.0×10-15kg，求粒子從Q點進入磁場區(qū)域開始至第n次通過AO邊界時的位置到原點O的距離和該過程經(jīng)歷的時間．（結(jié)果可保留π）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

已知某一帶負電的粒子以以速度V0垂直進入磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直于紙面向外，有界磁場的寬度為d，粒子飛出磁場時速度的方向變化了30°，﹙粒子的重力不計﹚求：
（1）該粒子的比荷．
（2）粒子在磁場中飛行的時間．﹙結(jié)果均用d、B、V0表示﹚

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

已知質(zhì)子與氦核的質(zhì)量之比為1：4，電荷量之比為1：2．當質(zhì)子和氦核在同一勻強磁場中做半徑相同的圓周運動時．設(shè)此時質(zhì)子的動能為E1，氦核的動能為E2，則E1：E2等于（　�。�
A．4：1B．2：1C．1：1D．1：2

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，設(shè)想將氘核
21
H和氚核
31
H在勻強磁場同一位置以相同的動能沿垂直磁場方向同時反向射出，以下正確的是（　�。�
A．氘核運動半徑大，氘核先回到出發(fā)點
B．氘核運動半徑大，氚核先回到出發(fā)點
C．氚核運動半徑大，氚核先回到出發(fā)點
D．氚核運動半徑大，氘核先回到出發(fā)點

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，abcd是一個長方形盒子，在ad邊和cd邊上各開有小孔f和e，e是cd邊上的中點，熒光屏M平行cd放置，能顯示從e孔射出的粒子落點位置．盒子內(nèi)有一方向垂直于abcd平面的勻強磁場，磁感應強度大小為B．粒子源不斷地發(fā)射相同的帶電粒子，粒子的初速度可以忽略．粒子經(jīng)電壓為U的電場加速后，從f孔垂直于ad邊射入盒內(nèi)，再經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后恰好從e孔射出．若已知fd=
3
L，cd=2L，屏M與cd間的距離為
3
L，不計粒子重力和粒子之間的相互作用力．
（1）求帶電粒子的比荷
q
m
；
（2）求帶電粒子從f孔運動到屏M的時間t；
（3）若撤去磁場，盒子內(nèi)加一平行于ad邊的勻強電場，粒子經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后仍恰好從e孔射出，求電場強度大小．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，左側(cè)為兩間距d=10cm的平行金屬板，加上電壓；中間用虛線框表示的正三角形內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場B1，三角形底點A與下金屬板平齊，AB邊的中點P恰好在上金屬板的右端點；三角形區(qū)域AC右側(cè)也存在垂直紙面向里，范圍足夠大的勻強磁場B2．現(xiàn)從左端沿中心軸線方向以v0射入一個重力不計的帶電微粒，微粒質(zhì)量m=1.0×10-10kg，帶電荷量q=-1.0×10-4C；帶電粒子恰好從P點垂直AB邊以速度v=2×105m/s進入磁場，則
（1）求帶電微粒的初速度v0；
（2）若帶電微粒第一次垂直穿過AC，則求磁感應強度B1及第一次在B1中飛行時間；
（3）帶電微粒再次經(jīng)AC邊回到磁場B1后，求
B2
B1
的取值在什么范圍可以使帶電微粒只能從BC邊穿出？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖，在半徑為R=
mv0
qB
的圓形區(qū)域內(nèi)有水平向里的勻強磁場，磁感應強度為B．圓形區(qū)域右側(cè)有一豎直感光板MN．帶正電粒子從圓弧頂點P以速率v0平行于紙面進入磁場，已知粒子質(zhì)量為m，電量為q，粒子重力不計．若粒子對準圓心射入，則下列說法中錯誤的是（　�。�
A．粒子一定沿半徑方向射出
B．粒子在磁場中運動的時間為
πm
2qB
C．若粒子速率變?yōu)?v0，穿出磁場后一定垂直打到感光板MN上
D．粒子以速度v0從P點以任意方向射入磁場，離開磁場后一定垂直打在感光板MN上

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

回旋加速器是用來加速帶電粒子的裝置，如圖為回旋加速器的示意圖．D1、D2是兩個中空的鋁制半圓形金屬扁盒，在兩個D形盒正中間開有一條狹縫，兩個D形盒接在高頻交流電源上．在D1盒中心A處有粒子源，產(chǎn)生的帶正電粒子在兩盒之間被電場加速后進入D2盒中．兩個D形盒處于與盒面垂直的勻強磁場中，帶電粒子在磁場力的作用下做勻速圓周運動，經(jīng)過半個圓周后，再次到達兩盒間的狹縫，控制交流電源電壓的周期，保證帶電粒子經(jīng)過狹縫時再次被加速．如此，粒子在做圓周運動的過程中一次一次地經(jīng)過狹縫，一次一次地被加速，速度越來越大，運動半徑也越來越大，最后到達D形盒的邊緣，沿切線方向以最大速度被導出．已知帶電粒子的電荷量為q，質(zhì)量為m，加速時狹縫間電壓大小恒為U，磁場的磁感應強度為B，D形盒的半徑為R，狹縫之間的距離為d．設(shè)從粒子源產(chǎn)生的帶電粒子的初速度為零，不計粒子受到的重力，求：
（1）帶電粒子能被加速的最大動能Ek；
（2）帶電粒子在D2盒中第n個半圓的半徑；
（3）若帶電粒子束從回旋加速器輸出時形成的等效電流為I，求從回旋加速器輸出的帶電粒子的平均功率
.
P
．

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