U;1:欽光片忌卩' I—— 吐一 ;Q 亠亠 5 上电磁学综合题型一电场和磁场“拼接起来”对带电粒子作用(质谱仪、显像管、环形加速器、回旋加速器)[例 1]如图 1 所示是测量带电粒子质量的仪器一一质谱仪的工作原理示意图
设法使某有机化合物的气态分子导入图 1 中所示的容器 A 中,使它受到电子束轰击,失去一个电子成为正一价的离子
离子从狭缝 6 以很小的速度(即初速度不计)进入电压为 U 的加速电场区加速后,再通过狭缝 s2>S3射入磁感应强度为 B 的匀强磁场(方向垂直于磁场区的界面 PQ)中
最后,离子打到感光片上,形成垂直于纸面且平行于狭缝 s3的细线
若测得细线到狭缝 s3的距离为儿请导出离子的质量 m 的表达式
[解析]若以 m、q 表示离子的质量和电量,用 v 表示离子从狭缝 S2射出时的速度,粒一 1子在加速电场中,由动能定理得 2mv2二 qU⑴射入磁场后,在洛伦兹力作用下离子做匀速圆周运动,由牛顿定律可得qvB 二式中 R 为圆的半径
感光片上细黑线到 S3缝的距离为:d=2R⑶[变式训练 1]显像管的简要工作原理是阴极 K 发射的电子束经高压加速电场(电压为 U)加速后,进入放置在其颈部的偏转线圈形成的偏转磁场中偏转,偏转后的电子轰击荧光屏,荧光粉受激发而发光,图 2—a 为电视机显像管原理简图
某同学家中电视机画面的幅度偏小,维修店的技术人员检查后诊断为显像管或偏转线圈出了故障(显像管的偏转线圈如图 2—b 所示),试分析引起故障的原因可能是()(a)覘像管偏转线圈联立⑴~⑶ 式,解得qB2d2m=—8U團 2人、电子枪发射的电子数减少
B、加速电场的电压过高,电子速度偏大
C、偏转线圈的电流过小,偏转磁场减弱
D、偏转线圈匝间短路,线圈匝数减少
(b副[变式训练 2]如图 4(a)所示为一种获得高能粒子的装置一一环形加速器,环