(1)由动能定理得:eU=
1
2 mv 2
设时间t内有N个电子打在荧光屏上,则有I=
Ne
t ,
根据动量定理知:Ft=Nmv-0
由上三式得:F= I
2m U 0
e
(2)当磁感应强度为B 0或-B 0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R,如图所示.
根据几何关系有: R 2 = l 2 +(R-
L
2 ) 2
解得:R=
5
4 L
电子在磁场中运动,洛仑兹力提供向心力,
因此有: ev B 0 =m
v 2
R
解得: B 0 =
4
5L
2mU
e
(3)设电子偏离原来方向的角度为α,
根据几何关系可知: tanα=
4
3
设电子打在荧光屏上离O′点的最大距离为d,则 d=
L
2 +s•tanα=
L
2 +
4
3 s
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: D=2d=l+
8
3 s
答:(1)荧光屏所受平均作用力:F= I
2m U 0
e ;
(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: B 0 =
4
5L
2mU
e ;
(3)荧光屏上亮线的最大长度是 L+
8
3 s .