Question

3．示波管的结构原理如图所示，电子在电势差为U₁的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U₂的两块平行极板间的电场中，入射方向跟极板平行，整个装置处在真空中，重力可忽略．在满足电子能射出平行板区的条件下，要使电子的偏转角θ变大可采取如何调节U₁减小，U₂增大．

Answer 1

分析 电子在加速电场中，在电场力的作用下，做匀加速直线运动，可由电场力做功求出射出加速电场时的速度．电子在水平放置的平行板之间，因受到的电场力的方向与初速度的方向垂直，故电子做类平抛运动．运用平抛运动的竖直方向的速度与水平方向的速度的关系，可求出角度θ的变化情况．

解答 解：带电粒子在电场中加速后获得速度：${U_1}e=\frac{1}{2}mv_0^2$，
在偏转电场中的偏转角为：$tanθ=\frac{v_y}{v_0}=\frac{{{U_2}e}}{dm}\frac{l^2}{v_0^2}=\frac{{{U_2}{l^2}}}{{2d{U_1}}}$．
根据关系式可得，要使电子的偏转角θ变大，可采调节U₁ 减小，U₂ 增大．
故答案为：减小；增大

点评 带电粒子在电场中的运动，可分为三类：
第一类是在匀强电场中做匀变速速直线运动，此过程是电势能与带电粒子动能之间的转化．
第二类是带电粒子在匀强电场中偏转，带电粒子垂直进出入匀强电场时做匀变速曲线运动，分解为两个方向的直线运动，分别用公式分析、求解运算，是这类问题的最基本解法．
第三类是带电粒子在点电荷形成的电场中做匀速圆周运动，应用圆周运动的知识求解．