Question

如圖所示是示波管的原理圖，兩偏轉(zhuǎn)電極YY’和XX’的板長(zhǎng)均為l=2cm，板間距均為d=0.5cm，YY’偏轉(zhuǎn)電極邊緣離屏距離L_Y=19cm，XX’偏轉(zhuǎn)電極邊緣離屏距離L_X=15cm，電子槍的加速電壓為U_加=2000V，加在YY’偏轉(zhuǎn)電極上的信號(hào)電壓U_y按正弦規(guī)律變化，如圖所示，其最大值U_Ymax=100V，變化周期T_Y=0.01s．加在XX’偏轉(zhuǎn)電極上的掃描電壓變化如所示，最大值U_Xmax=250V，變化周期T_X=0.02s．在上述條件下，電子穿過極板時(shí)間極短且能全部通過兩偏轉(zhuǎn)電極，打到屏上可觀察的范圍內(nèi)．
（1）請(qǐng)分別求出在豎直方向和水平方向電子打到屏上的最大偏移量Y_max和X_max．
（2）若U_Y為正時(shí)，向上偏移．U_X為正時(shí)，向右偏移．（U_Y=0，U_X=0時(shí)，電子打在屏坐標(biāo)原點(diǎn)），請(qǐng)結(jié)合題給U_Y和U_X隨時(shí)間變化的圖象，在下圖屏坐標(biāo)上畫出顯示的曲線．

Answer 1

【答案】分析：（1）依據(jù)動(dòng)能定理，及位移與時(shí)間的關(guān)系，即可求解；
（2）根據(jù)平行四邊形定則，可將兩方向的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行合成，即可求解．
解答：解：（1）電子加速，根據(jù)動(dòng)能定理，則有：
經(jīng)YY’偏轉(zhuǎn)電極出板最大偏移量：
則在Y方向打在屏上的最大偏移量有：
解得：Y_max=0.02m  同理：X_max=0.04m
（2）將電子在兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平行四邊形定則進(jìn)行合成，從而得出
如圖所示的圖象：
答：在豎直方向和水平方向電子打到屏上的最大偏移量Y_max=0.02m，X_max=0.04m．
點(diǎn)評(píng)：考查動(dòng)能定理與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式、牛頓第二定律的綜合運(yùn)用，掌握運(yùn)動(dòng)的合成方法．