Question

【題目】示波器的核心部件是示波管，其內部抽成真空，如下圖是它內部結構的簡化原理圖。它由電子槍、偏轉電極和熒光屏組成，熾熱的金屬絲可以連續發射電子，電子質量為m，電荷量為e，發射出的電子由靜止經電壓U1加速后，從金屬板的小孔O射出，沿OO′進入偏轉電場，經偏轉電場后打在熒光屏上。偏轉電場是由兩個平行的相同金屬極板M、N組成，已知極板的長度為l，兩板間的距離為d，極板間電壓為U2，偏轉電場極板的右端到熒光屏的距離為L．不計電子受到的重力和電子之間的相互作用。求：

（1）電子從小孔O穿出時的速度大小v0；

（2）電子離開偏轉電場時沿垂直于板方向偏移的距離y；

（3）電子打在熒光屏上的位置距離O′的距離Y；

Answer 1

【答案】（1）電子從小孔O穿出時的速度大小；（2）電子離開偏轉電場時沿垂直于板方向偏移的距離；（3）電子打在熒光屏上的位置距離O′的距離；

【解析】

（1）由動能定理：qU1

解得：v0

（2）電子進入偏轉電場，水平方向做勻速直線運動，豎直方向做初速度為零的勻加速直線運動，設電子在偏轉電場中運動的時間為t

水平方向：t

豎直方向：E

根據電場力計算公式：F＝Ee，

加速度：a

聯立解得：y

（3）打在熒光屏上時的偏移距離Y，如圖所示

根據幾何關系知

解得：Y