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  • 1. (2024高三下·金华模拟) 利用电场和磁场来控制带电粒子的运动,在现代科学实验和技术设备中有广泛应用。

    (1)如图1所示为电子枪的结构示意图,电子从炽热的金属丝发射出来,在金属丝和金属板之间加以电压 , 发射出的电子在真空中加速后,沿电场方向从金属板的小孔穿出做直线运动。已知电子的质量为m,电荷量为e,不计电子重力及电子间的相互作用力,设电子刚刚离开金属丝时的速度为零。求电子从金属板小孔穿出时的速度的大小;

    (2)电视机中显像管的电子束偏转是用磁场来控制的。如图2所示,有一半径为r的圆形区域,圆心a与屏相距l,b是屏上的一点,ab与屏垂直,接(1),从金属板小孔穿出的电子束沿ab方向进入圆形区域,若圆形区域内不加磁场时,电子打在屏上的b点,为了使电子打在屏上的c点,c与b相距 , 则需要在圆形区域内加垂直于纸面的匀强磁场。求这个磁场的磁感应强度B的大小;

    (3)示波器中的示波管是利用电场来控制带电粒子的运动。如图3甲所示,电子被的电场加速后进入偏转系统,若只考虑电子沿Y(竖直)方向的偏转情况,偏转系统可以简化为如图3乙所示的偏转电场,偏转电极的极板长为 , 两板间距离为d,极板右端与荧光屏的距离为 , 当在偏转电极上加如图3丙所示的正弦交变电压时(所有电子均能从极板中射出,且电子穿过极板的时间极短,约),求电子打在荧光屏上产生的亮线的最大长度;

    (4)①若在偏转电极上加如图3丁所示的电压,在偏转电极上加如图丙所示的电压时,荧光屏上显示出如图戊所示的图形,此时上所加电压的周期是多少?

    ②若在两个偏转电极上分别加上的交变电压时,荧光屏上将显示出各种各样的图形,这些图形称为李萨茹图形。若在偏转电极上加如图3丙所示的电压,在偏转电极上加如图3己所示的电压时,请你尝试画出荧光屏上将会出现的图形。

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