Question

示波器是一種電子儀器，用它來觀察電信號隨時間變化的情況．示波器的核心部件是示波管，由電子槍、偏轉電極和熒光屏組成，其原理圖如圖甲所示，圖乙是從右向左看到的熒光屏的平面圖．在偏轉電極XX’、YY’上都不加電壓時，電子束將打在熒光屏的中心點．下列有關運用偏轉電場實現對電子束的控制的方法：
①讓亮斑沿OY向上移動，在偏轉電極YY′加電壓，且Y′比Y電勢高；
②讓亮斑移到熒光屏的左上方，在偏轉電極XX′、YY′加電壓，且X比X′電勢高、Y比Y′電勢高；
③讓熒光屏上出現一條水平亮線，只在偏轉電極XX′上加特定的周期性變化的電壓（掃描電壓）；
④讓熒光屏上出現正弦曲線，在偏轉電極XX′上加適當頻率的掃描電壓、在偏轉電極YY′上加按正弦規律變化的電壓；
以上說法中正確的是（ ）
A．①②
B．②③
C．②④
D．③④

Answer 1

【答案】分析：電子槍發射出電子，要想讓亮斑沿OY向上移動，要使電子在YY′中受到的電場力向上，可判斷電場強度方向，分析出電勢的高低．要想讓亮斑移到熒光屏的右上方，用同樣的方法分析電子在兩個電場中所受的電場力方向，判斷出電勢高低．根據水平方向偏轉距離與偏轉電壓的關系，即可分析所加電壓的特點．根據豎直方向偏轉距離與偏轉電壓的關系，分析要想在熒光屏上出現一條正弦曲線，水平方向和豎直方向所加電壓的特點．
解答：解：①電子槍發射出電子，要想讓亮斑沿OY向上移動，電子在YY′中受到的電場力必須向上，板間場強必須向下，則需在偏轉電極YY′上加電壓，且Y比Y′電勢高．故①錯誤；
②要想讓亮斑移到熒光屏的右上方，電子在偏轉電極XX′間受到的電場力指向X′、在YY′間受到的電場力指向Y，則需在偏轉電極XX′、YY′上加電壓，且X′比X電勢高，Y比Y′電勢高．故②錯誤；
③設加速電場的電壓為U₁，偏轉電場的電壓為U₂，偏轉電極的長度為L，板間距離為d，根據推論得知，偏轉距離為y=，可見，偏轉距離與偏轉電壓U₂成正比，由幾何知識得知，電子在熒光屏偏轉的距離也與偏轉電壓成正比，則偏轉電極XX′上加上隨時間作線性變化的電壓時，電子在熒光屏偏轉的距離與時間也是線性關系，形成一條亮線，若電壓是周期性變化，就可以使電子在水平方向不斷掃描．故③正確．
④由上分析知，電子在熒光屏偏轉的距離與偏轉電壓成正比，則在偏轉電極YY′上加按正弦規律變化的電壓，電子在熒光屏偏轉的距離按正弦規律變化，而在偏轉電極XX′上加適當頻率的掃描電壓，水平方向電子不斷從右向左勻速掃描，在熒光屏上出現一條正弦曲線．故④正確．
故選D．
點評：本題考查對示波器工作原理的理解，其基本原理是電場的加速和偏轉，根據偏轉距離與偏轉電壓的關系，分析熒光屏上光斑的變化