Question

【題目】示波管是示波器的核心部件，它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，一束電質(zhì)子流經(jīng)加速電壓加速后，沿中線進(jìn)入平行板偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后打在熒光屏上。如圖所示．已知兩偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)極板長(zhǎng)均為，極板間距均為d＝1.0 cm。水平偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)極板邊緣距熒光屏距離為。不計(jì)豎直偏轉(zhuǎn)電極與水平偏轉(zhuǎn)電極間間隙。請(qǐng)回答或求下列問(wèn)題：

（1）如果亮斑出現(xiàn)在熒光屏上如圖所示位置，那么示波管中的極板X、Y應(yīng)帶什么電？

（2）電子流的偏移量和打在熒光屏位置是通過(guò)調(diào)節(jié)加速電壓和偏轉(zhuǎn)電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)的，要使電子流能進(jìn)入水平偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中。豎直偏轉(zhuǎn)電壓與加速電壓的比值不能超過(guò)多大？

（3）如果加速電壓，偏轉(zhuǎn)電壓 ，偏轉(zhuǎn)電壓 ，求電子在熒光屏上的水平偏移量

Answer 1

【答案】（1）X、Y極板均帶正電，（2），（3）.

【解析】試題分析：（1）由電子受力方向與電場(chǎng)方向相反，并結(jié)合在豎直方向和水平方向的偏轉(zhuǎn)方向來(lái)判斷X、Y極板帶什么電；（2）在加速度電場(chǎng)由動(dòng)能定理求出速度，在豎直偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)，由類平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律聯(lián)立求解；（3）只加水平偏轉(zhuǎn)電壓，粒子在水平偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)做類平拋運(yùn)動(dòng)，由類平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律進(jìn)行求解.

（1）因電子受力方向與電場(chǎng)方向相反，現(xiàn)電子向X偏轉(zhuǎn)，則電場(chǎng)方向?yàn)?/span>X到，則極板X應(yīng)帶正電；同理可知，因電子向Y偏轉(zhuǎn)，則電場(chǎng)方向Y到，故極板Y應(yīng)帶正電

（2）在加速度電場(chǎng)中有： ①

進(jìn)入豎直偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)做類平拋運(yùn)動(dòng)：

由類平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得：水平方向，豎直方向，

聯(lián)立解得： ②

聯(lián)立①②得：

要使電子進(jìn)入水平偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，則豎直偏轉(zhuǎn)量最大值

代入數(shù)值得： ，即

（3）由題知： ， ，

則在水平電場(chǎng)的偏移量：

代入數(shù)值得：

由于沒(méi)有豎直偏移，則電子流象從水平偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)極板中點(diǎn)直線射向熒光屏一樣。

所以由幾何關(guān)系求得電子在熒光屏上水平偏移量

代入數(shù)值得：