Question

【題目】如圖所示是示波器的示意圖，豎直偏轉(zhuǎn)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(zhuǎn)電極上不加電壓，沒有畫出）電子沿中心線進(jìn)入豎直偏轉(zhuǎn)電場的速度是v=1.6×107m/s，電子電量e=1.6×10﹣19C，質(zhì)量m=0.91×10﹣30kg．

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

Answer 1

【答案】
（1）解：運(yùn)動的位移， ①

由牛頓第二定律， ②

勻速運(yùn)動， ③

由以上三式，

解得： ④

代入數(shù)據(jù)，得 U=91V ⑤

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

（2）解：偏轉(zhuǎn)電壓的最大值：U1=27.3V ⑥

通過偏轉(zhuǎn)極板后，在垂直極板方向上的最大偏轉(zhuǎn)距離： ⑦

設(shè)打在熒光屏上時，亮點(diǎn)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(shù)據(jù)，解得l=3cm

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

【解析】（1）電子做類平拋運(yùn)動，將運(yùn)動分解成電場力方向與速度方向，則由運(yùn)動學(xué)公式與牛頓第二定律，結(jié)合平行四邊形定則，即可求解；（2）根據(jù)電壓的最大值，從而得出最大偏轉(zhuǎn)距離，根據(jù)幾何關(guān)系，即可求解．
【考點(diǎn)精析】根據(jù)題目的已知條件，利用示波管的原理與使用的相關(guān)知識可以得到問題的答案，需要掌握示波管由電子槍，偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，管內(nèi)抽成真空.如果在偏轉(zhuǎn)電極XX′上加掃描電壓，同時加在偏轉(zhuǎn)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．