显像管是旧式电视机的主要部件,显像管的简要工作原理是阴极\(K\)发射的电子束经电场加速后,进入放置在其颈部的偏转线圈形成的偏转磁场,发生偏转后的电子轰击荧光屏,使荧光粉受激发而发光,图\((a)\)为电视机显像管结构简图。显像管的工作原理图可简化为图\((b)\)。其中加速电场方向、矩形偏转磁场区域边界\(MN\)和\(PQ\)均与\(OO′\)平行,荧光屏与\(OO′\)垂直。磁场可简化为有界的匀强磁场,\(MN=4d\),\(MP=2d\),方向垂直纸面向里,其右边界\(NQ\)到屏的距离为\(L.\)若阴极\(K\)逸出的电子\((\)其初速度可忽略不计\()\),质量为\(m\),电荷量为\(e\),从\(O\)点进入电压为\(U\)的电场,经加速后再从\(MP\)的中点射入磁场,恰好从\(Q\)点飞出,最终打在荧光屏上。
\((1)\)求电子进入磁场时的速度;
\((2)\)求偏转磁场磁感应强度\(B\)的大小以及电子到达荧光屏时偏离中心\(O′\)点的距离;
\((3)\)为什么电视机显像管不用电场偏转?请用以下数据计算说明。
炽热的金属丝可以发射电子,设电子刚刚离开金属丝时的速度为\(0.\)在金属丝和金属板\((\)图中圆环片\()\)之间加电压\(U_{1}=2500V.\)电子在真空中加速后,从金属板的小孔穿出。之后进入两个相同的极板\(Y\)与\(Y′\)之间,极板长度\(l=6.0cm\),相距\(d=2cm\),极板间的电压\(U_{2}=200V\),两板间的电场看做匀强电场。图中极板\(X\)与\(X′\)之间未加电压。从极板\(Y\)与\(Y′\)出射的电子最终打在荧光屏上\(P\)点\((\)图中未画出\()\)。如果极板\(Y\)与\(Y′\)之间不加电压,电子打在荧光屏正中心\(O\)点。那么要使\(OP\)间距\(y=15cm(\)大约是\(21\)寸彩电高度的一半\()\),则极板\(Y\)与\(Y′\)末端到荧光屏的距离\(s\)等于多少?电子质量\(m=0.9×10^{-30}kg\),电量\(e=1.6×10^{-19}C\)。