示波器是一種多功能電學(xué)儀器,可以在熒光屏上顯示出被檢測的電壓波形,它的工作原理可等效成下列情況:如圖(甲)所示,真空室中電極K發(fā)出電子(初速不計(jì)),經(jīng)過電壓為U1的加速電場后,由小孔S沿水平金屬板A、B間的中心線射入板中。板長為L,兩板間距離為d,在兩板間加上如圖 (乙)所示的正弦交變電壓,周期為T,前半個周期內(nèi)B板的電勢高于A板的電勢,電場全部集中在兩板之間,且分布均勻。在每個電子通過極板的極短時間內(nèi),電場視作恒定的。在兩極板右側(cè)且與極板右端相距D處有一個與兩板中心線(圖中虛線)垂直的熒光屏,中心線正好與屏上坐標(biāo)原點(diǎn)相交。當(dāng)?shù)谝粋電子到達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn)O時,使屏以速度V沿負(fù)x方向運(yùn)動,每經(jīng)過一定的時間后,在一個極短時間內(nèi)它又跳回到初始位置,然后重新做同樣的勻速運(yùn)動。(已知電子的質(zhì)量為m,帶電量為e)求:

(1)電子進(jìn)入AB板時的初速度;
(2)要使所有的電子都能打在熒光屏上(熒光屏足夠大),圖 (乙)中電壓的最大值U0需滿足什么條件?
(3)要使熒光屏上始終顯示一個完整的波形,熒光屏必須每隔多長時間回到初始位置?計(jì)算這個波形的峰值和長度,在如圖 (丙)所示的x-y坐標(biāo)系中畫出這個波形。

(1) (2)  (3)峰值、長度、波形見解析

解析試題分析:(1)電子經(jīng)過電壓為U1的加速


(2)電子在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運(yùn)動



時恰能打在熒光屏上  

(3)要保持一個完整波形,需要隔一個周期T時間回到初始位置; 
峰值為:


所以 ;
波形長度為;  波形如圖所示.

考點(diǎn):帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)
點(diǎn)評:難題。此題是典型的帶電粒子的加速和偏轉(zhuǎn)的綜合應(yīng)用題,在分析解決帶電粒子在電場中加速或偏轉(zhuǎn)的問題時,在力學(xué)中的很多規(guī)律、方法同樣適用;解決此類問題要注意加速與偏轉(zhuǎn)的前后聯(lián)系,使關(guān)系式簡化。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

示波器是一種多功能教學(xué)儀器,可以在熒光屏上顯示出被檢測的電壓波形.它的工作原理等效成下列情況:如圖甲所示,真空室中電極K發(fā)出電子(初速不計(jì)),經(jīng)過電壓為U1的加速電場后,由小孔S沿水平金屬板A.B間的中心線射入板中.板長L,相距為d,在兩板間加上如圖乙所示的正弦交變電壓,前半個周期內(nèi)B板的電勢高于A板的電勢,電場全部集中在兩板之間,且分布均勻.在每個電子通過極板的極短時間內(nèi),電場視作恒定的.在兩極板右側(cè)且與極板右側(cè)相距D處有一個與兩板中心線垂直的熒光屏,中心線正好與屏上坐標(biāo)原點(diǎn)相交.當(dāng)?shù)谝粋電子到達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn)O時,使屏以速度v沿-x方向運(yùn)動,每經(jīng)過一定的時間后,在一個極短時間內(nèi)它又跳回初始位置(可忽略不計(jì)),然后重新做同樣的勻速運(yùn)動.已知電子的質(zhì)量為m,電荷量e,不計(jì)電子的重力,求:
(1)電子進(jìn)入AB板時的初速度.
(2)要使所有的電子都能打在熒光屏上,圖乙中電壓的最大值U0需滿足什么條件?
(3)要使熒光屏上始終顯示一個完整的波形,熒光屏必須每隔多長時間回到初始位置?計(jì)算這個波形的峰值和長度.

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科目:高中物理 來源: 題型:

示波器是一種多功能電學(xué)儀器,它的工作原理等效成下列情況:如圖甲所示,真空室中陰極K逸出電子(初速不計(jì)),經(jīng)過電壓為U1的加速電場后,由小孔S沿水平金屬極板A、B間的中心線射入兩板間.金屬極板A、B長均為l,相距為d,在兩板間加上如圖乙所示的正弦交變電壓,周期為T.前半個周期內(nèi)B板的電勢高于A板的電勢,電場全部集中在兩板之間,且分布均勻.在每個電子通過兩板間的短時間內(nèi),電場視作恒定的.在兩極板右側(cè)與極板右端相距D處有一個與兩極板中心線垂直的熒光屏,中心線正好與屏上坐標(biāo)原點(diǎn)相交.熒光屏足夠大,能從兩極板間穿出的所有電子都能打在熒光屏上.當(dāng)t=0時,某一個電子恰好到達(dá)熒光屏坐標(biāo)原點(diǎn)O,這時,使熒光屏以恒定速度v沿水平x軸向負(fù)方向運(yùn)動,每經(jīng)過一定的時間后,在一個極短時間內(nèi)(時間可忽略不計(jì))熒光屏又跳回初始位置,然后做同樣的勻速運(yùn)動.已知電子的質(zhì)量為m,帶電荷量為-e,不計(jì)電子的重力.求:
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(1)電子剛進(jìn)入金屬極板A、B間時的初速度;
(2)要使所有的電子都能打在熒光屏上,圖乙中電壓的最大值U0應(yīng)滿足什么條件?
(3)若已知U0且滿足(2)中的條件,要使熒光屏上能顯示一個完整的波形,熒光屏必須每隔多長時間回到初始位置?計(jì)算這個波形的峰值和長度,并在圖丙中畫出這個波形.

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科目:高中物理 來源:2013屆江西省師大附中高三上學(xué)期期中考試物理試卷(帶解析) 題型:計(jì)算題

示波器是一種多功能電學(xué)儀器,可以在熒光屏上顯示出被檢測的電壓波形.它的工作原理等效成下列情況:如圖所示,真空室中電極K發(fā)出電子(初速度不計(jì)),經(jīng)過電壓為U1的加速電場后,由小孔S沿水平金屬板,A、B間的中心線射入板中.板長L,相距為d,在兩板間加上如圖乙所示的正弦交變電壓,前半個周期內(nèi)B板的電勢高于A板的電勢,電場全部集中在兩板之間,且分布均勻.在每個電子通過極板的極短時間內(nèi),電場視作恒定的.在兩極板右側(cè)且與極板右端相距D處有一個與兩板中心線垂直的熒光屏,中心線正好與屏上坐標(biāo)原點(diǎn)相交.當(dāng)?shù)谝粋電子到達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn)O時,使屏以速度v沿-x方向運(yùn)動,每經(jīng)過一定的時間后,在一個極短時間內(nèi)它又跳回到初始位置,然后重新做同樣的勻速運(yùn)動.(已知電子的質(zhì)量為m,帶電量為e,不計(jì)電子重力)求:?

(1)電子進(jìn)入AB板時的初速度;?
(2)要使所有的電子都能打在熒光屏上,圖乙中電壓的最大值U0需滿足什么條件??
(3)要使熒光屏上始終顯示一個完整的波形,①熒光屏必須每隔多長時間回到初始位置?②計(jì)算這個波形的最大峰值和長度.③并在如圖丙所示的x-y坐標(biāo)系中畫出這個波形.

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科目:高中物理 來源:2012-2013學(xué)年江西省高三上學(xué)期期中考試物理試卷(解析版) 題型:計(jì)算題

示波器是一種多功能電學(xué)儀器,可以在熒光屏上顯示出被檢測的電壓波形.它的工作原理等效成下列情況:如圖所示,真空室中電極K發(fā)出電子(初速度不計(jì)),經(jīng)過電壓為U1的加速電場后,由小孔S沿水平金屬板,A、B間的中心線射入板中.板長L,相距為d,在兩板間加上如圖乙所示的正弦交變電壓,前半個周期內(nèi)B板的電勢高于A板的電勢,電場全部集中在兩板之間,且分布均勻.在每個電子通過極板的極短時間內(nèi),電場視作恒定的.在兩極板右側(cè)且與極板右端相距D處有一個與兩板中心線垂直的熒光屏,中心線正好與屏上坐標(biāo)原點(diǎn)相交.當(dāng)?shù)谝粋電子到達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn)O時,使屏以速度v沿-x方向運(yùn)動,每經(jīng)過一定的時間后,在一個極短時間內(nèi)它又跳回到初始位置,然后重新做同樣的勻速運(yùn)動.(已知電子的質(zhì)量為m,帶電量為e,不計(jì)電子重力)求:?

(1)電子進(jìn)入AB板時的初速度;?

(2)要使所有的電子都能打在熒光屏上,圖乙中電壓的最大值U0需滿足什么條件??

(3)要使熒光屏上始終顯示一個完整的波形,①熒光屏必須每隔多長時間回到初始位置?②計(jì)算這個波形的最大峰值和長度.③并在如圖丙所示的x-y坐標(biāo)系中畫出這個波形.

 

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科目:高中物理 來源:2012-2013學(xué)年山西省高三12月月考物理試卷(解析版) 題型:計(jì)算題

示波器是一種多功能電學(xué)儀器,可以在熒光屏上顯示出被檢測的電壓波形,它的工作原理可等效成下列情況:如圖(甲)所示,真空室中電極K發(fā)出電子(初速不計(jì)),經(jīng)過電壓為U1的加速電場后,由小孔S沿水平金屬板A、B間的中心線射入板中。板長為L,兩板間距離為d,在兩板間加上如圖 (乙)所示的正弦交變電壓,周期為T,前半個周期內(nèi)B板的電勢高于A板的電勢,電場全部集中在兩板之間,且分布均勻。在每個電子通過極板的極短時間內(nèi),電場視作恒定的。在兩極板右側(cè)且與極板右端相距D處有一個與兩板中心線(圖中虛線)垂直的熒光屏,中心線正好與屏上坐標(biāo)原點(diǎn)相交。當(dāng)?shù)谝粋電子到達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn)O時,使屏以速度V沿負(fù)x方向運(yùn)動,每經(jīng)過一定的時間后,在一個極短時間內(nèi)它又跳回到初始位置,然后重新做同樣的勻速運(yùn)動。(已知電子的質(zhì)量為m,帶電量為e)求:

(1)電子進(jìn)入AB板時的初速度;

(2)要使所有的電子都能打在熒光屏上(熒光屏足夠大),圖 (乙)中電壓的最大值U0需滿足什么條件?

(3)要使熒光屏上始終顯示一個完整的波形,熒光屏必須每隔多長時間回到初始位置?計(jì)算這個波形的峰值和長度,在如圖 (丙)所示的x-y坐標(biāo)系中畫出這個波形。

 

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