电子扩束装置由电子加速器、偏转电场和偏转磁场组成。偏转电场由加了电压的相距为d的两块水平平行放置的导体板形成,如图甲所示。大量电子(其重力不计)由静止开始,经加速电

◎ 题目

电子扩束装置由电子加速器、偏转电场和偏转磁场组成。偏转电场由加了电压的相距为d的两块水平平行放置的导体板形成,如图甲所示。大量电子(其重力不计)由静止开始,经加速电场加速后,连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入偏转电场。当两板不带电时,这些电子通过两板之间的时间为2t0,当在两板间加如图乙所示的周期为2t0、幅值恒为U0的电压时,所有电子均能从两板间通过,然后进入水平宽度为l,竖直宽度足够大的匀强磁场中,最后通过匀强磁场打在竖直放置的荧光屏上(已知电子的质量为m、电荷量为e)。问:
(1)判断哪些时刻电子进入两平行板间侧向位移最大?写出最大值表达式;
(2)电子从两平行板间射出时最大侧向位移与最小侧向位移之差是多少?
(3)要使侧向位移最大的电子能垂直打在荧光屏上,匀强磁场的磁感应强度为多少?

◎ 答案

解:(1)由题意可判断,从0、2t0、4t0……等时刻进入偏转电场的电子侧向位移最大,在这种情况下,电子的侧向位移为
   
(2)而从t0、3t0……等时刻进入偏转电场的电子侧向位移最小,在这种情况下,电子的侧向位移为

所以最大侧向位移与最小侧向位移之差为

(3)设电子从偏转电场中射出时的偏向角为,由于电子要垂直打在荧光屏上,所以电子在磁场中运动半径应为:
设电子从偏转电场中出来时的速度为vt,垂直偏转极板的速度为vy,则电子从偏转电场中出来时的偏向角为:
式中

由上述四式可得:

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“电子扩束装置由电子加速器、偏转电场和偏转磁场组成。偏转电场由加了电压的相距为d的两块水平平行放置的导体板形成,如图甲所示。大量电子(其重力不计)由静止开始,经加速电…”主要考查了你对  【带电粒子在电场中的偏转】,【带电粒子在复合场中的运动】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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