改造小黑白電視觀察電子在磁場中的運動

電視顯像管的尾部稱電子槍，可以發射出電子，電子在加速高壓的作用下，以很大的動能轟擊熒光屏內表面上的熒光粉，在熒光屏的中央打出一個亮點。顯像管的頸部套著兩組偏轉線圈，其中水平偏轉線圈(又稱行偏轉)讓電子束左右移動，使亮點變成一條水平亮線；垂直偏轉線圈(又稱場偏轉)讓電子束上下移動，使亮線變成光柵。對小電視稍加改造，再用一個永磁鐵就能方便地觀察磁場對電子束的作用了。

1改造小電視機

打開小電視機的外殼，先區分行偏轉和場偏轉，行偏轉由4股導線并繞，直流電阻較小約為1Ω；場偏轉由2股導線并繞，線徑較細電阻大于4Ω。切斷場偏轉線圈，接通電源熒光屏上出現一條水平亮線，如果出現了豎直亮線，則說明切斷的是行偏轉線圈。短路電源開關，即直接插拔插銷控制電視機的電源，用原來的電源開關改為控制行偏轉線圈的通斷，撥動開關可以使熒光屏上的亮線變成亮點或使亮點變成亮線。合上外殼，改造完成。

2觀察磁場對水平亮線的作用

接通電源，熒光屏上出現一條水平亮線，用條形磁鐵的N極靠近電視機的右側，發現水平直線變成如圖1所示的曲線；改用S極靠近電視機的右側，水平直線變成如圖2所示的曲線，顯然這種偏轉現象是符合左手定則的。如果用磁鐵的N極從熒光屏的正前方慢慢地靠近屏幕的中央，亮線變成如圖3所示的曲線；用磁鐵的S極靠近屏幕的中央，亮線變成如圖4所示。這是因為磁極磁場線的中央部分與屏幕垂直、與電子束平行，對電子束無洛侖茲力的作用，電子束不偏轉：磁極邊緣的磁場線與電子束不平行，對電子束有洛侖茲力的作用，根據左手定則便形成了如圖所示的曲線。如果讓磁極在屏幕前面任意移動，亮線就變成各種不規則的曲線。

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3觀察磁場對亮點的作用

切斷開關，屏幕上的亮線變成一個小亮點。找一個橫截面積較大的磁鐵(或把兩個條形磁鐵并列地擠壓在一起)，讓磁鐵的一個磁極慢慢地靠近屏幕，并讓磁極面與屏幕面有一個適當的夾角，就會發現屏幕上的亮點變成了一段圓弧，如圖5所示。如果用一個磁性很強的磁鐵(如微波爐上用的強磁鐵)，這段圓弧就變成一個完整的圓。這個圓是怎樣形成的呢?因為磁鐵的端面與屏幕不平行，磁極的中央磁場線與電子束成一定的角度，電子在顯像管內的運動軌跡是螺旋線，打在熒光屏上就形成了一個圓。

做好這個實驗能把抽象的洛侖茲力與日常見到的電視機顯像管的原理聯系起來，對該部分的教學是很有幫助的。

(欄目編輯王柏廬)

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