(14分)示波器的示意圖如圖所示，金屬絲發(fā)射出來的電子被加速后從金屬板的小孔穿出，進入偏轉(zhuǎn)電場，電子在穿出偏轉(zhuǎn)電場后沿直線勻速前進，最后打在熒光屏上。設加速電壓為U1，偏轉(zhuǎn)極板長為，偏轉(zhuǎn)極板間距為d，電子的電量為e。當電子加速后從兩偏轉(zhuǎn)極板的中央沿板平行方向進入偏轉(zhuǎn)電場，電子的重力忽略不計。

(1)電子被加速后進入偏轉(zhuǎn)電場時的速度v0為多大？

(2)偏轉(zhuǎn)電壓U2為多大時，電子束打在熒光屏上偏轉(zhuǎn)距離最大？

(3)如果偏轉(zhuǎn)板右端到熒光屏的距離L，則電子束在熒光屏上的最大偏轉(zhuǎn)距離y為多少？

 

【答案】

(1) （2）(3) ＋

【解析】 (1)電子在加速電場中，由動能定理得eU1＝mv

電子進入偏轉(zhuǎn)電場初速度v0＝

（2）電子在偏轉(zhuǎn)電場中的飛行時間t1＝

電子在偏轉(zhuǎn)電場中的加速度

a＝＝

要使電子從下極板邊緣出來，應有

＝at＝＝

解得偏轉(zhuǎn)電壓U2＝

(3)電子束打在熒光屏上最大偏轉(zhuǎn)距離y＝＋

本題考查帶電粒子在地場中的加速度和偏轉(zhuǎn)，在加速過程中由動能定理可求得加速后的末速度，進入偏轉(zhuǎn)電場，粒子做類平拋運動，由豎直方向上電場力提供加速度，求得運動時間，在水平方向上粒子做勻速直線運動，由等量關系可解的

 

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

(18分)

       示波管是示波器的核心部分，它主要由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏三部分組成，如圖14甲所示。電子槍具有釋放電子并使電子聚集成束以及加速的作用；偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)使電子束發(fā)生偏轉(zhuǎn)；電子束打在熒光屏上形成光跡。這三部分均封裝于真空玻璃殼中。已知電子的電荷量=1.6×10C，質(zhì)量=0.91×10kg，電子所受重力及電子之間的相互作用力均可忽略不計，不考慮相對論效應。

（1）電子槍的三級加速可簡化為如圖14乙所示的加速電場，若從陰極逸出電子的初速度可忽略不計，要使電子被加速后的動能達到16×10J，求加速電壓為多大；

（2）電子被加速后進入偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，若只考慮電子沿Y(豎直)方向的偏轉(zhuǎn)情況，偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)可以簡化為如圖14丙所示的偏轉(zhuǎn)電場。偏轉(zhuǎn)電極的極板長=4.0cm，兩板間距離=1.0cm，極板右端與熒光屏的距離=18cm，當在偏轉(zhuǎn)電極上加的正弦交變電壓時，如果電子進入偏轉(zhuǎn)電場的初速度，求電子打在熒光屏上產(chǎn)生亮線的最大長度；

（3）如圖14甲所示，電子槍中燈絲用來加熱陰極，使陰極發(fā)射電子�？刂茤艠O的電勢比陰極的電勢低，調(diào)節(jié)陰極與控制柵極之間的電壓，可控制通過柵極電子的數(shù)量�，F(xiàn)要使打在熒光屏上電子的數(shù)量增加，應如何調(diào)節(jié)陰極與控制柵極之間的電壓。

       電子槍中、和三個陽極除了對電子加速外，還共同完成對電子的聚焦作用，其中聚焦電場可簡化為如圖14丁所示的電場，圖中的虛線是該電場的等勢線。請簡要說明聚焦電場如何實現(xiàn)對電子的聚焦作用。

 

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科目：高中物理 來源：2012-2013學年福建省羅源縣第一中學高二第一次月考物理試卷（帶解析） 題型：計算題

(14分)示波器的示意圖如圖所示，金屬絲發(fā)射出來的電子被加速后從金屬板的小孔穿出，進入偏轉(zhuǎn)電場，電子在穿出偏轉(zhuǎn)電場后沿直線勻速前進，最后打在熒光屏上。設加速電壓為U1，偏轉(zhuǎn)極板長為，偏轉(zhuǎn)極板間距為d，電子的電量為e。當電子加速后從兩偏轉(zhuǎn)極板的中央沿板平行方向進入偏轉(zhuǎn)電場，電子的重力忽略不計。

(1)電子被加速后進入偏轉(zhuǎn)電場時的速度v0為多大？
(2)偏轉(zhuǎn)電壓U2為多大時，電子束打在熒光屏上偏轉(zhuǎn)距離最大？
(3)如果偏轉(zhuǎn)板右端到熒光屏的距離L，則電子束在熒光屏上的最大偏轉(zhuǎn)距離y為多少？

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科目：高中物理 來源：北京市海淀區(qū)2010年高三一模（理科綜合）物理部分 題型：計算題

(18分)

       示波管是示波器的核心部分，它主要由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏三部分組成，如圖14甲所示。電子槍具有釋放電子并使電子聚集成束以及加速的作用；偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)使電子束發(fā)生偏轉(zhuǎn)；電子束打在熒光屏上形成光跡。這三部分均封裝于真空玻璃殼中。已知電子的電荷量=1.6×10C，質(zhì)量=0.91×10kg，電子所受重力及電子之間的相互作用力均可忽略不計，不考慮相對論效應。

（1）電子槍的三級加速可簡化為如圖14乙所示的加速電場，若從陰極逸出電子的初速度可忽略不計，要使電子被加速后的動能達到16×10J，求加速電壓為多大；

（2）電子被加速后進入偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，若只考慮電子沿Y(豎直)方向的偏轉(zhuǎn)情況，偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)可以簡化為如圖14丙所示的偏轉(zhuǎn)電場。偏轉(zhuǎn)電極的極板長=4.0cm，兩板間距離=1.0cm，極板右端與熒光屏的距離=18cm，當在偏轉(zhuǎn)電極上加的正弦交變電壓時，如果電子進入偏轉(zhuǎn)電場的初速度，求電子打在熒光屏上產(chǎn)生亮線的最大長度；

（3）如圖14甲所示，電子槍中燈絲用來加熱陰極，使陰極發(fā)射電子�？刂茤艠O的電勢比陰極的電勢低，調(diào)節(jié)陰極與控制柵極之間的電壓，可控制通過柵極電子的數(shù)量�，F(xiàn)要使打在熒光屏上電子的數(shù)量增加，應如何調(diào)節(jié)陰極與控制柵極之間的電壓。

       電子槍中、和三個陽極除了對電子加速外，還共同完成對電子的聚焦作用，其中聚焦電場可簡化為如圖14丁所示的電場，圖中的虛線是該電場的等勢線。請簡要說明聚焦電場如何實現(xiàn)對電子的聚焦作用。

 

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