(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(shè)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(dāng)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eU1mv

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(yīng)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(guān)系可解的

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)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(yīng)。

(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(dāng)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(yīng)如何調(diào)節(jié)陰極與控制柵極之間的電壓。

       電子槍中、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(xué)年福建省羅源縣第一中學(xué)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(shè)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(dāng)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(yīng)。

(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(dāng)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(yīng)如何調(diào)節(jié)陰極與控制柵極之間的電壓。

       電子槍中、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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