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13(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13(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
U1=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 ="6.0" cm,相距
d=2cm,极板间的电压
U2=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
-30kg,电量
e=1.6×10
-19C。