Question

【題目】如圖所示為一真空示波管的示意圖，電子從燈絲發(fā)出（初速度可忽略不計(jì)），經(jīng)燈絲與板間的電壓加速，從板中心孔沿中心線(xiàn)射出，然后進(jìn)入豎直放置的兩塊平行金屬板、（水平偏轉(zhuǎn)電極）形成的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中（偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)），電子進(jìn)入、間電場(chǎng)時(shí)的速度與電場(chǎng)方向垂直，電子經(jīng)過(guò)電場(chǎng)后打在熒光屏上．已知、兩板間的電壓為，兩板間的距離為，板長(zhǎng)為，電子的質(zhì)量為，電荷量為，不計(jì)電子受到的重力及它們之間的相互作用力．求：

（1）電子穿過(guò)板時(shí)速度的大小；

（2）電子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)射出時(shí)的側(cè)移量；

（3）若要使電子打在熒光屏上任意一點(diǎn)，可采取哪些措施？

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）減小加速電壓，增大偏轉(zhuǎn)電壓，增加極板長(zhǎng)度，減小極板間距

【解析】試題分析：（1）電子在加速電場(chǎng)中，由動(dòng)能定理求解獲得的速度的大小；（2）電子在內(nèi)，做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律求得加速度．電子水平方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，由水平位移L和求出運(yùn)動(dòng)時(shí)間．電子在豎直方向做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，由位移公式求解側(cè)向偏移量y；（3）根據(jù)側(cè)向偏移量y的表達(dá)工進(jìn)行分析可采取哪些措施．

（1）設(shè)電子經(jīng)電壓加速后的速度為，由動(dòng)能定理得：，解得．

（2）電子沿極板方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，沿電場(chǎng)方向做初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，設(shè)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的強(qiáng)度為E，電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，加速度為a，電子離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的側(cè)移量為y

由牛頓第二定律得：

由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：

側(cè)移量為：

聯(lián)立解得：

（3）若要使電子打在熒光屏上任意一點(diǎn)，由可知，可以通過(guò)減小加速電壓，或增大偏轉(zhuǎn)電壓，或增加極板長(zhǎng)度，或減小極板間距.