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如圖所示為示波管的示意圖,豎直偏轉(zhuǎn)電極的極板長l=4.0 cm,兩板間距離d=1.0 cm,極板右端與熒光屏的距離L=18 cm。由陰極發(fā)出的電子經(jīng)電場加速后,以v=1.6×107 m/s沿中心線進(jìn)入豎直偏轉(zhuǎn)電場。若電子由陰極逸出時(shí)的初速度、電子所受重力及電子之間的相互作用力均可忽略不計(jì),已知電子的電荷量e=1.6×10-19 C,質(zhì)量m=0.91×10-30 kg。

(1)求加速電壓U0的大。

(2)要使電子束不打在偏轉(zhuǎn)電極的極板上,求加在豎直偏轉(zhuǎn)電極上的電壓應(yīng)滿足的條件;

(3)在豎直偏轉(zhuǎn)電極上加的交變電壓,求電子打在熒光屏上亮線的長度。

 

【答案】

(1)U0=728V(2)加在偏轉(zhuǎn)電極上的電壓U應(yīng)小于91V(3)

【解析】(1)對于電子通過加速電場的過程,根據(jù)動能定理有  eU0=mv2

解得U0=728V…………4分

(2)設(shè)偏轉(zhuǎn)電場電壓為U1時(shí),電子剛好飛出偏轉(zhuǎn)電場,則此時(shí)電子沿電場方向的位移恰為d/2,

即     ………1分

電子通過偏轉(zhuǎn)電場的時(shí)間………1分

解得 

所以,為使電子束不打在偏轉(zhuǎn)電極上,加在偏轉(zhuǎn)電極上的電壓U應(yīng)小于91V………4分

(3)由u=40 sin100πt(V)可知,

偏轉(zhuǎn)電場變化的周期T=,而t==2.5×10-9 s。T>>t,可見每個(gè)電子通過偏轉(zhuǎn)電場的過程中,電場可視為穩(wěn)定的勻強(qiáng)電場。

當(dāng)極板間加最大電壓時(shí),電子有最大偏轉(zhuǎn)量

電子飛出偏轉(zhuǎn)電場時(shí)平行極板方向分速度vx=v,

垂直極板方向的分速度vy=ayt=

電子離開偏轉(zhuǎn)電場到達(dá)熒光屏的時(shí)間

電子離開偏轉(zhuǎn)電場后在豎直方向的位移為y2=vy t′=2.0cm

電子打在熒光屏上的總偏移量…………2分

電子打在熒光屏產(chǎn)生亮線的長度為…………1分

用下面的方法也給分:

設(shè)電子在偏轉(zhuǎn)電場有最大電壓時(shí)射出偏轉(zhuǎn)電場的速度與初速度方向的夾角為θ,

則tanθ==0.11  

電子打在熒光屏上的總偏移量…………3分

電子打在熒光屏產(chǎn)生亮線的長度為…………1分

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示為示波管的示意圖,豎直偏轉(zhuǎn)電極的極板長l=4.0cm,兩板間距離d=1.0cm,極板右端與熒光屏的距離L=18cm.由陰極發(fā)出的電子經(jīng)電場加速后,以v=1.6×107 m/s沿中心線進(jìn)入豎直偏轉(zhuǎn)電場.若電子由陰極逸出時(shí)的初速度、電子所受重力及電子之間的相互作用力均可忽略不計(jì),已知電子的電荷量e=1.6×10-19 C,質(zhì)量m=0.91×10-30 kg.
(1)求加速電壓U0的大小;
(2)要使電子束不打在偏轉(zhuǎn)電極的極板上,求加在豎直偏轉(zhuǎn)電極上的電壓應(yīng)滿足的條件;
(3)在豎直偏轉(zhuǎn)電極上加u=40sin100πt(V)的交變電壓,求電子打在熒光屏上亮線的長度.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示為示波管的示意圖,要使屏上的光點(diǎn)P向下偏移的距離增大,可以( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?重慶模擬)如圖所示為示波管的原理圖,電子槍中熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子,初速度很小可視為零,電子槍的加速電壓為U0,緊挨著是偏轉(zhuǎn)電極YY′和XX′.在YY′、XX′偏轉(zhuǎn)電極上不加電壓時(shí),電子恰能打在熒光屏上坐標(biāo)的原點(diǎn).若同時(shí)在YY′偏轉(zhuǎn)電極上加電壓UYY′=U1(U1>0),在XX′偏轉(zhuǎn)電板上加上U XX′=U2(U2>0 ),則關(guān)于在熒光屏上(圖中xy坐標(biāo)平面內(nèi))出現(xiàn)亮斑的大致位置,下列說法正確的( 。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示為示波管的示意圖,豎直偏轉(zhuǎn)電極的極板長l=4.0cm,兩板間距離d=1.0cm,極板右端與熒光屏的距離L=18cm.由陰極發(fā)出的電子經(jīng)電場加速后,以v=1.6×107 m/s沿中心線進(jìn)入豎直偏轉(zhuǎn)電場.若電子由陰極逸出時(shí)的初速度、電子所受重力及電子之間的相互作用力均可忽略不計(jì),已知電子的電荷量e=1.6×10-19 C,質(zhì)量m=0.91×10-30 kg.
(1)求加速電壓U0的大小;
(2)要使電子束不打在偏轉(zhuǎn)電極的極板上,求加在豎直偏轉(zhuǎn)電極上的電壓應(yīng)滿足的條件;
(3)在豎直偏轉(zhuǎn)電極上加u=40sin100πt(V)的交變電壓,求電子打在熒光屏上亮線的長度.
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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示為示波管的原理圖,電子槍中熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子,初速度很小,可視為零.電子槍的加速電壓為U0,緊挨著的是偏轉(zhuǎn)電極YY′和XX′,設(shè)偏轉(zhuǎn)電極的極板長均為l1,板間距離均為d,偏轉(zhuǎn)電極XX′的右端到熒光屏的距離為l2.電子電荷量為e,質(zhì)量為m(不計(jì)偏轉(zhuǎn)電極YY′和XX′二者之間的間距).在YY′、XX′偏轉(zhuǎn)電極上不加電壓時(shí),電子恰能打在熒光屏上坐標(biāo)的原點(diǎn).求:

(1)若只在YY′偏轉(zhuǎn)電極上加電壓UYY=U1(U1>0),則電子到達(dá)熒光屏上的速度多大?

(2)在第(1)問中,若再在XX′偏轉(zhuǎn)電極上加上UXX=U2(U2>0),求出該點(diǎn)在熒光屏上坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值.

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同步練習(xí)冊答案
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