Question

【題目】如圖所示是示波器的示意圖，豎直偏轉電極的極板長L1=4cm，板間距離d=1cm．板右端距離熒光屏L2=18cm，（水平偏轉電極上不加電壓，沒有畫出）電子沿中心線進入豎直偏轉電場的速度是v=1.6×107m/s，電子電量e=1.6×10﹣19C，質量m=0.91×10﹣30kg．

（1）要使電子束不打在偏轉電極上，加在豎直偏轉電極上的最大偏轉電壓U不能超過多大？
（2）若在偏轉電極上加u=27.3sin100πt （V）的交變電壓，在熒光屏的豎直坐標軸上能觀察到多長的線段？

Answer 1

【答案】
（1）解：運動的位移， ①

由牛頓第二定律， ②

勻速運動， ③

由以上三式，

解得： ④

代入數據，得 U=91V ⑤

答：要使電子束不打在偏轉電極上，加在豎直偏轉電極上的最大偏轉電壓U不能超過91V；

（2）解：偏轉電壓的最大值：U1=27.3V ⑥

通過偏轉極板后，在垂直極板方向上的最大偏轉距離： ⑦

設打在熒光屏上時，亮點距O'的距離為y'，則： ⑧

熒光屏上亮線的長度為：l=2y'⑨

代入數據，解得l=3cm

答：若在偏轉電極上加u=27.3sin100πt （V）的交變電壓，在熒光屏的豎直坐標軸上能觀察到3cm的線段．

【解析】（1）電子做類平拋運動，將運動分解成電場力方向與速度方向，則由運動學公式與牛頓第二定律，結合平行四邊形定則，即可求解；（2）根據電壓的最大值，從而得出最大偏轉距離，根據幾何關系，即可求解．
【考點精析】根據題目的已知條件，利用示波管的原理與使用的相關知識可以得到問題的答案，需要掌握示波管由電子槍，偏轉電極和熒光屏組成，管內抽成真空.如果在偏轉電極XX′上加掃描電壓，同時加在偏轉電極YY′上所要研究的信號電壓，其周期與掃描電壓的周期相同，在熒光屏上就顯示出信號電壓隨時間變化的圖線．