Question

【題目】如圖1所示，熱電子由陰極飛出時(shí)的初速忽略不計(jì)，電子發(fā)射裝置的加速電壓為U0。電容器板長(zhǎng)和板間距離均為L(zhǎng)=20.0 cm，下極板接地。電容器右端到熒光屏的距離也是L=20.0 cm。在電容器兩極板間接一交變電壓，上極板的電勢(shì)隨時(shí)間變化的圖象如圖2所示。（每個(gè)電子穿過(guò)平行板的時(shí)間極短，可以認(rèn)為電壓是不變的）求：

（1）電子從加速電場(chǎng)飛出時(shí)的速度?

（2）在t=0.06 s時(shí)，電子從電容器右側(cè)飛出時(shí)的豎直分位移？

（3）在t=0.06 s時(shí)刻，電子打在熒光屏上的何處?

（4）熒光屏上有電子打到的區(qū)間有多長(zhǎng)？

（5）屏上的亮點(diǎn)如何移動(dòng)？

Answer 1

【答案】（1）v0= （2）y = 9.0 cm （3）距離d為: d==27.0 cm （4）H=60 cm （5）屏上的亮點(diǎn)由下而上勻速上升，間歇一段時(shí)間后又重復(fù)出現(xiàn)

【解析】（1）電子在電場(chǎng)中加速，設(shè)末速度為v0，根據(jù)動(dòng)能定理得

qU0=mv02，解得v0=

（2） 由圖知t=0.06 s時(shí)刻偏轉(zhuǎn)電壓為U=1.8U0

電子在電場(chǎng)中加速，設(shè)豎直分位移為y，由勻加速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得

y=at2=

解得：y = 0.45L= 9.0 cm

（3）位移偏轉(zhuǎn)角的正切值為: tan θ=

速度偏轉(zhuǎn)角的正切值為: tan β=2tan θ

所以打在屏上的點(diǎn)距O點(diǎn)的距離d為: d=Ltan β+y=27.0 cm

（4）電子的最大側(cè)移為0.5L，同理計(jì)算可得偏轉(zhuǎn)電壓的最大值為Um=2.0U0

所以熒光屏上電子的最大側(cè)移為dm=L+

能打到的區(qū)間長(zhǎng)為H=2dm=3L=60 cm

（5）屏上的亮點(diǎn)由下而上勻速上升，間歇一段時(shí)間后又重復(fù)出現(xiàn)