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(14分)示波器的示意图如图所示,金属丝发射出来的电子被加速后从金属板的小孔穿出,进入偏转电场,电子在穿出偏转电场后沿直线匀速前进,最后打在荧光屏上。设加速电压为U1,偏转极板长为,偏转极板间距为d,电子的电量为e。当电子加速后从两偏转极板的中央沿板平行方向进入偏转电场,电子的重力忽略不计。

(1)电子被加速后进入偏转电场时的速度v0为多大?

(2)偏转电压U2为多大时,电子束打在荧光屏上偏转距离最大?

(3)如果偏转板右端到荧光屏的距离L,则电子束在荧光屏上的最大偏转距离y为多少?

 

【答案】

(1) (2)(3)

【解析】 (1)电子在加速电场中,由动能定理得eU1mv

电子进入偏转电场初速度v0

(2)电子在偏转电场中的飞行时间t1

电子在偏转电场中的加速度

a=

要使电子从下极板边缘出来,应有

at

解得偏转电压U2

(3)电子束打在荧光屏上最大偏转距离y=

本题考查带电粒子在地场中的加速度和偏转,在加速过程中由动能定理可求得加速后的末速度,进入偏转电场,粒子做类平抛运动,由竖直方向上电场力提供加速度,求得运动时间,在水平方向上粒子做匀速直线运动,由等量关系可解的

 

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(18分)

       示波管是示波器的核心部分,它主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成,如图14甲所示。电子枪具有释放电子并使电子聚集成束以及加速的作用;偏转系统使电子束发生偏转;电子束打在荧光屏上形成光迹。这三部分均封装于真空玻璃壳中。已知电子的电荷量=1.6×10C,质量=0.91×10kg,电子所受重力及电子之间的相互作用力均可忽略不计,不考虑相对论效应。

(1)电子枪的三级加速可简化为如图14乙所示的加速电场,若从阴极逸出电子的初速度可忽略不计,要使电子被加速后的动能达到16×10J,求加速电压为多大;

(2)电子被加速后进入偏转系统,若只考虑电子沿Y(竖直)方向的偏转情况,偏转系统可以简化为如图14丙所示的偏转电场。偏转电极的极板长=4.0cm,两板间距离=1.0cm,极板右端与荧光屏的距离=18cm,当在偏转电极上加的正弦交变电压时,如果电子进入偏转电场的初速度,求电子打在荧光屏上产生亮线的最大长度;

(3)如图14甲所示,电子枪中灯丝用来加热阴极,使阴极发射电子。控制栅极的电势比阴极的电势低,调节阴极与控制栅极之间的电压,可控制通过栅极电子的数量。现要使打在荧光屏上电子的数量增加,应如何调节阴极与控制栅极之间的电压。

       电子枪中三个阳极除了对电子加速外,还共同完成对电子的聚焦作用,其中聚焦电场可简化为如图14丁所示的电场,图中的虚线是该电场的等势线。请简要说明聚焦电场如何实现对电子的聚焦作用。

 

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科目:高中物理 来源:2012-2013学年福建省罗源县第一中学高二第一次月考物理试卷(带解析) 题型:计算题

(14分)示波器的示意图如图所示,金属丝发射出来的电子被加速后从金属板的小孔穿出,进入偏转电场,电子在穿出偏转电场后沿直线匀速前进,最后打在荧光屏上。设加速电压为U1,偏转极板长为,偏转极板间距为d,电子的电量为e。当电子加速后从两偏转极板的中央沿板平行方向进入偏转电场,电子的重力忽略不计。

(1)电子被加速后进入偏转电场时的速度v0为多大?
(2)偏转电压U2为多大时,电子束打在荧光屏上偏转距离最大?
(3)如果偏转板右端到荧光屏的距离L,则电子束在荧光屏上的最大偏转距离y为多少?

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科目:高中物理 来源:北京市海淀区2010年高三一模(理科综合)物理部分 题型:计算题

(18分)

       示波管是示波器的核心部分,它主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成,如图14甲所示。电子枪具有释放电子并使电子聚集成束以及加速的作用;偏转系统使电子束发生偏转;电子束打在荧光屏上形成光迹。这三部分均封装于真空玻璃壳中。已知电子的电荷量=1.6×10C,质量=0.91×10kg,电子所受重力及电子之间的相互作用力均可忽略不计,不考虑相对论效应。

(1)电子枪的三级加速可简化为如图14乙所示的加速电场,若从阴极逸出电子的初速度可忽略不计,要使电子被加速后的动能达到16×10J,求加速电压为多大;

(2)电子被加速后进入偏转系统,若只考虑电子沿Y(竖直)方向的偏转情况,偏转系统可以简化为如图14丙所示的偏转电场。偏转电极的极板长=4.0cm,两板间距离=1.0cm,极板右端与荧光屏的距离=18cm,当在偏转电极上加的正弦交变电压时,如果电子进入偏转电场的初速度,求电子打在荧光屏上产生亮线的最大长度;

(3)如图14甲所示,电子枪中灯丝用来加热阴极,使阴极发射电子。控制栅极的电势比阴极的电势低,调节阴极与控制栅极之间的电压,可控制通过栅极电子的数量。现要使打在荧光屏上电子的数量增加,应如何调节阴极与控制栅极之间的电压。

       电子枪中三个阳极除了对电子加速外,还共同完成对电子的聚焦作用,其中聚焦电场可简化为如图14丁所示的电场,图中的虚线是该电场的等势线。请简要说明聚焦电场如何实现对电子的聚焦作用。

 

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