Question

在電視機(jī)的設(shè)計(jì)制造過程中，考慮到地磁場(chǎng)對(duì)電子束偏轉(zhuǎn)的影響，可采用某種技術(shù)將其消除.為確定地磁場(chǎng)的影響程度，需先測(cè)定地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，在地球的北半球可將地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度分解為水平分量B₁和豎直向下的分量B₂，其中B₁在水平方向，對(duì)電子束的影響較小可忽略，B₂可通過以下裝置進(jìn)行測(cè)量.如圖所示，水平放置的顯像管中的電子(質(zhì)量為m，電荷量為e)從電子槍的熾熱燈絲上發(fā)出后(初速度可視為零)，先經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速，然后沿水平方向自南向北運(yùn)動(dòng)，最后打在距加速電場(chǎng)出口水平距離為L的屏上，電子束在屏上的偏移距離為d.

(1)試判斷電子束偏向什么方向.

(2)求地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的豎直分量B₂.

 

Answer 1

【答案】

(1)向東偏轉(zhuǎn)　(2)

【解析】(1)利用左手定則，可知電子束向東偏轉(zhuǎn).

(2)由題意作出電子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，電子經(jīng)電場(chǎng)加速，由動(dòng)能定理得：

eU＝mv²

電子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，利用幾何知識(shí)得：

R²＝(R－d)²＋L²

洛倫茲力提供向心力，故有：evB₂＝m

解得：R＝

由以上各式得：B₂＝.