Question

【題目】如圖1所示，熱電子由陰極飛出時的初速忽略不計，電子發(fā)射裝置的加速電壓為U0。電容器板長和板間距離均為L=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，上極板的電勢隨時間變化的圖象如圖2所示。（每個電子穿過平行板的時間極短，可以認(rèn)為電壓是不變的）求：

（1）電子從加速電場飛出時的速度?

（2）在t=0.06 s時，電子從電容器右側(cè)飛出時的豎直分位移？

（3）在t=0.06 s時刻，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？

（5）屏上的亮點如何移動？

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）屏上的亮點由下而上勻速上升，間歇一段時間后又重復(fù)出現(xiàn)

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

qU0=mv02，解得v0=

（2） 由圖知t=0.06 s時刻偏轉(zhuǎn)電壓為U=1.8U0

電子在電場中加速，設(shè)豎直分位移為y，由勻加速直線運動的規(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

所以打在屏上的點距O點的距離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)間長為H=2dm=3L=60 cm

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