Question

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(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)．電子在穿出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后沿直線前進(jìn)，最后打在熒光屏上．設(shè)加速電壓U₁＝1 640 V，偏轉(zhuǎn)極板長(zhǎng)l＝4 cm，偏轉(zhuǎn)板間距d＝1 cm，當(dāng)電子加速后從兩偏轉(zhuǎn)板的中央沿與板平行方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)．

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

(2)如果偏轉(zhuǎn)板右端到熒光屏的距離L＝20 cm，則電子束最大偏轉(zhuǎn)距離為多少？

Answer 1

解析：(1)要使電子束打在熒光屏上的偏轉(zhuǎn)距離最大，電子經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后必須從下板邊緣出來．

電子在加速電場(chǎng)中，由動(dòng)能定理eU₁＝；電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的初速度v₀＝

電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的飛行時(shí)間t₁＝；電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的加速度a＝＝

要使電子恰好從下極板邊緣出來，應(yīng)有＝at＝＝

解得偏轉(zhuǎn)電壓U₂＝205 V.

(2)電子束打在熒光屏上最大偏轉(zhuǎn)距離y＝＋y₂

由于電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的側(cè)向速度v_y＝at₁＝

電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)到熒光屏的時(shí)間t₂＝，y₂＝v_y·t₂＝＝＝0.05 m

電子最大偏轉(zhuǎn)距離y＝＋y₂＝0.055 m.

答案：(1)205 V　(2)0.055 m