【題目】如圖甲所示是示波器的原理圖。電子從燈絲發(fā)射出來,經(jīng)電壓為U1的電場(chǎng)加速后,通過加速極板A上的小孔O1射出,然后沿中心線O1O2進(jìn)入M、N間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電壓為U2當(dāng)電勢(shì)時(shí),U2>0場(chǎng)強(qiáng)方向垂直于O1O2,電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后,最終打在垂直于O1O2豎直放置的熒光屏上的P點(diǎn)而發(fā)光平行金屬板M、N間的距離為d,極板長(zhǎng)為L(zhǎng),極板右端與熒光屏之間的距離也為L(zhǎng),電子離開燈絲時(shí)速度視為零,不計(jì)電子的重力及電子間的相互作用力,且保證電子都在M、N之間射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)。請(qǐng)解答下列問題:

1若M、N間加如圖乙所示的電壓,且電子在M、N間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間正好等于交變電壓的周期T,求電子打在熒光屏上出現(xiàn)亮線的長(zhǎng)度?

2若M、N間加如圖丙所示的電壓,且電子在M、N間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間遠(yuǎn)小于交變電壓的周期T,求電子打在熒光屏上出現(xiàn)亮點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度大小和方向

【答案】1 2,方向向上

【解析】

試題分析:1分析可知:在t=0、T、2T……nT時(shí)刻進(jìn)入M、N間的電子,打在屏上距O2的距離最大,

這種情況下,電子在M、N間先偏轉(zhuǎn)T/2,后勻速T/2,再離開電場(chǎng)勻速運(yùn)動(dòng)到屏上,則:

電子在U1中加速獲得速度v,有:

電子在T/2時(shí)間內(nèi)的偏轉(zhuǎn)距為:

再勻速打到P點(diǎn),可由相似三角形規(guī)律得:

聯(lián)立解得:

在t=0、T/2、3T/2……2n-1T/2時(shí)刻進(jìn)入M、N間的電子,打在屏上距O2的距離最小這種情況下,電子在M、N間先勻速T/2,后偏轉(zhuǎn)T/2,再離開電場(chǎng)勻速運(yùn)動(dòng)到屏上

同理,由相似三角形規(guī)律得:

聯(lián)立解得:

熒光屏上能出現(xiàn)亮線的長(zhǎng)度為:

2加丙的電壓時(shí),電子在U2中一直偏轉(zhuǎn):

再離開MN勻速到屏上,同理有:

解得:

又由丙圖可知:

代入得:

可知Y與t為一次函數(shù),亮點(diǎn)做勻速運(yùn)動(dòng),速度大小為,方向向上

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B.在汽車上看蘋果在下落的同時(shí)向車后運(yùn)動(dòng)
C.在地面上看蘋果做自由落體運(yùn)動(dòng)
D.在地面上看蘋果做平拋運(yùn)動(dòng)

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A.愛因斯坦
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A電極X、Y接電源的正極,X、Y接電源的負(fù)極

B電極X、Y接電源的正極,X、Y接電源的負(fù)極

C電極X、Y接電源的正極,X、Y接電源的負(fù)極

D電極X、Y接電源的正極,X、Y接電源的負(fù)極

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