如圖為一真空示波管的示意圖,電子從燈絲K發(fā)出(初速度可忽略不計),經(jīng)燈絲與A板間的電壓U1加速,從A板中心孔沿中心線KO射出,然后進入兩塊平行金屬板M、N形成的偏轉(zhuǎn)電場中(偏轉(zhuǎn)電場可視為勻強電場),電子進入M、N間電場時的速度與電場方向垂直,電子經(jīng)過電場后打在熒光屏上的P點. 已知M、N兩板間的電壓為U2,兩板間的距離為d,板長為L,電子的質(zhì)量為m,電荷量為e,不計電子受到的重力及它們之間的相互作用力.
(1)求電子穿過A板時速度的大小v;
(2)求電子從偏轉(zhuǎn)電場射出時的側(cè)移量y;
(3)若要使電子打在熒光屏上P點的上方,加速電壓U1和M、N兩板間的電壓為U2將如何改變?(不用說明理由)
【答案】分析:根據(jù)動能定理求出電子進入偏轉(zhuǎn)電場的速度.電子進入偏轉(zhuǎn)電場后,做類平拋運動,在沿電場方向上做初速度為零的勻加速直線運動,根據(jù)運動學公式,求出偏轉(zhuǎn)量.電子出偏轉(zhuǎn)電場后,做勻速直線運動,最終電子到達屏上P點,若要使電子達到P點上方,需增加偏移量或增大偏轉(zhuǎn)角.
解答:解:(1)設(shè)電子經(jīng)電壓U1加速后的速度為v,由動能定理
e U1=-0                            
解得  
(2)電子以速度v進入偏轉(zhuǎn)電場后,做類平拋運動.設(shè)電子離開偏轉(zhuǎn)電場時的側(cè)移量為y
沿初速方向勻速直線運動,有  L=vt                  
垂直初速方向,有  y=
又電場力  F=eE=e
根據(jù)F=ma,得加速度為 a=
解得  y=
(3)要使電子打在P點上方,需增大側(cè)移量,由解得 y=知,可以減小加速電壓U1;增大偏轉(zhuǎn)電壓U2                 
所以,(1)電子穿過A板時速度的大小為
       (2)側(cè)移量為
      (3)可以減小加速電壓U1或增大偏轉(zhuǎn)電壓U2
點評:解決本題的關(guān)鍵是搞清楚每一過程做的是什么運動,遵守什么規(guī)律,然后根據(jù)動能定理和運動的合成與分解觀點進行求解
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(1)求電子穿過A板時速度的大小v0;
(2)求電子從偏轉(zhuǎn)電場射出時的側(cè)移量y;
(3)若要使電子打在熒光屏上P點的上方,加速電壓U1和M、N兩板間的電壓為U2將如何改變?(不用說明理由)

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(1)求電子穿過A板時速度的大;
(2)求電子從偏轉(zhuǎn)電場射出時的側(cè)移量y;
(3)若要使電子打在熒光屏上P點的上方,可采取哪些措施?

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(1)求電子穿過A板時速度的大小v;
(2)求電子從偏轉(zhuǎn)電場射出時的側(cè)移量y;
(3)若要使電子打在熒光屏上P點的上方,加速電壓U1和M、N兩板間的電壓為U2將如何改變?(不用說明理由)

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