高二物理复习试题(11)
所以： ………………1分
25．（20分）
如图（甲）所示为电视机中显像管的原理示意图，电子枪中的灯丝加热阴极而逸出电子，这些电子再经加速电场加速后，从O点进入偏转磁场中，经过偏转磁场后打到荧光屏MN上，使荧光屏发出荧光形成图象，不计逸出电子的初速度和重力。已知电子的质量为m、电荷量为e，加速电场的电压为U。偏转线圈产生的磁场场分布在边长为l的正方形abcd区域内，磁场方向垂直纸面，且磁感应强度随时间的变化规律如图16乙所示。在每个周期内磁感应强度都是从－B0均匀变化到B0。磁场区域的左边界的中点与O点重合，ab边与OO′平行，右边 界bc与荧光屏之间的距离为s。由于磁场区域较小，且电子运动的速度很大，所以在每个电子通过磁场区域的过程中，可认为磁感应强度不变，即为匀强磁场，不计电子之间的相互作用。
（1）求电子射出电场时的速度大小。
（2）为使所有的电子都能从磁场的bc边射出，求偏转线圈产生磁场的磁感应强度的最大值。
（3）荧光屏上亮线的最大长度是多少？
25．（20分）
（1）设电子射出电场的速度为v，则根据动能定理，对电子的加速过程有
………………4分
解得 ………………3分
（2）当磁感应强度为B0或－B0时（垂直于纸面向外为正方向），
电子刚好从b点或c点射出，设此时圆周的半径为R1。
如图所示，根据几何关系有：
解得R= ………………4分
电子在磁场中运动，洛仑兹力提供向心力，因此有：
解得 ………………4分
（3）根据几何关系可知， …………3分
设电子打在荧光屏上离O′点的最大距离为d，
则 …………3分
由于偏转磁场的方向随时间变化，根据对称性可知，荧光屏上的亮线最大长度为
………………1分
如图所示，一边长L＝0.2 m，质量m1＝0.5 kg，电阻R＝0.1 Ω的正方形导体线框abcd，与一质量为m2＝2kg的物块通过轻质细线跨过两定滑轮相连。起初ad边距磁场下边界为d1＝0.8 m，磁感应强度B＝2.5 T，磁场宽度d2＝0.3 m。物块放在倾角θ＝53°的斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5。现将物块由静止释放，经一段时间后发现，当ad边从磁场上边缘穿出时，线框恰好做匀速运动。(g＝10 m／s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)求：
（1）线框ad边从磁场上边缘穿出时速度的大小；
（2）线框全部进入磁场时的动能；
（3）整个运动过程中线框产生的焦耳热。
（22分）
（1）由于线框匀速出磁场，则
（2分）
对m1有 T－m1g－BIL=0 （2分）
又因为 （2分）
由以上各式联立可得 2 m/s （2分）
（2）设线框全部进入磁场时的动能为Ek1，此时物块m2的动能为Ek2，从线框全部进入磁场到线框ad边刚要离开磁场，由能量守恒得
（4分）
由于线框和物块速度大小时刻相等，所以 （2分）
联立解得 Ek1＝0.9 J （2分）
（3）从初状态到线框全部穿出磁场，由能的转化与守恒定律得
（4分）
解得 Q＝1.5 J （2分）
24．有一边长为L的正方形线框abcd，匝数为n，总质量为m,总电阻为R，由某一高度处自由下落，如图所示，其下边ab刚进入匀强磁场区域时，线框开始作匀速运动，此匀强磁场的磁感应强度为B，宽度也为L，（重力加速度为g）。 求：
