Question

【题目】如图所示是示波器的示意图，竖直偏转电极的极板长L1=4cm，板间距离d=1cm．板右端距离荧光屏L2=18cm，（水平偏转电极上不加电压，没有画出）电子沿中心线进入竖直偏转电场的速度是v=1.6×107m/s，电子电量e=1.6×10﹣19C，质量m=0.91×10﹣30kg．

（1）要使电子束不打在偏转电极上，加在竖直偏转电极上的最大偏转电压U不能超过多大？
（2）若在偏转电极上加u=27.3sin100πt （V）的交变电压，在荧光屏的竖直坐标轴上能观察到多长的线段？

Answer 1

【答案】
（1）解：运动的位移， ①

由牛顿第二定律， ②

匀速运动， ③

由以上三式，

解得： ④

代入数据，得 U=91V ⑤

答：要使电子束不打在偏转电极上，加在竖直偏转电极上的最大偏转电压U不能超过91V；

（2）解：偏转电压的最大值：U1=27.3V ⑥

通过偏转极板后，在垂直极板方向上的最大偏转距离： ⑦

设打在荧光屏上时，亮点距O'的距离为y'，则： ⑧

荧光屏上亮线的长度为：l=2y'⑨

代入数据，解得l=3cm

答：若在偏转电极上加u=27.3sin100πt （V）的交变电压，在荧光屏的竖直坐标轴上能观察到3cm的线段．

【解析】（1）电子做类平抛运动，将运动分解成电场力方向与速度方向，则由运动学公式与牛顿第二定律，结合平行四边形定则，即可求解；（2）根据电压的最大值，从而得出最大偏转距离，根据几何关系，即可求解．
【考点精析】根据题目的已知条件，利用示波管的原理与使用的相关知识可以得到问题的答案，需要掌握示波管由电子枪，偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空.如果在偏转电极XX′上加扫描电压，同时加在偏转电极YY′上所要研究的信号电压，其周期与扫描电压的周期相同，在荧光屏上就显示出信号电压随时间变化的图线．