(18分)示波管是示波器的核心部分,它主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成,如图14甲所示。电子枪具有释放电子并使电子聚集成束以及加速的作用;偏转系统使电子
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(18分)示波管是示波器的核心部分,它主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成,如图14甲所示。电子枪具有释放电子并使电子聚集成束以及加速的作用;偏转系统使电子
题型:不详
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(18分)
示波管是示波器的核心部分,它主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成,如图14甲所示。电子枪具有释放电子并使电子聚集成束以及加速的作用;偏转系统使电子束发生偏转;电子束打在荧光屏上形成光迹。这三部分均封装于真空玻璃壳中。已知电子的电荷量
=1.6×10
C,质量
=0.91×10
kg,电子所受重力及电子之间的相互作用力均可忽略不计,不考虑相对论效应。
(1)电子枪的三级加速可简化为如图14乙所示的加速电场,若从阴极逸出电子的初速度可忽略不计,要使电子被加速后的动能达到16×10
J,求加速电压
为多大;
(2)电子被加速后进入偏转系统,若只考虑电子沿Y(竖直)方向的偏转情况,偏转系统可以简化为如图14丙所示的偏转电场。偏转电极的极板长
=4.0cm,两板间距离
=1.0cm,极板右端与荧光屏的距离
=18cm,当在偏转电极上加
的正弦交变电压时,如果电子进入偏转电场的初速度
,求电子打在荧光屏上产生亮线的最大长度;
(3)如图14甲所示,电子枪中灯丝用来加热阴极,使阴极发射电子。控制栅极的电势比阴极的电势低,调节阴极与控制栅极之间的电压,可控制通过栅极电子的数量。现要使打在荧光屏上电子的数量增加,应如何调节阴极与控制栅极之间的电压。
电子枪中
、
和
三个阳极除了对电子加速外,还共同完成对电子的聚焦作用,其中聚焦电场可简化为如图14丁所示的电场,图中的虚线是该电场的等势线。请简要说明聚焦电场如何实现对电子的聚焦作用。
答案
(1)1.0×10
3
V
(2)10cm
(3)应将电压调低。略
解析
略
举一反三
(18分)
示波管是示波器的核心部分,它主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成,如图14甲所示。电子枪具有释放电子并使电子聚集成束以及加速的作用;偏转系统使电子束发生偏转;电子束打在荧光屏上形成光迹。这三部分均封装于真空玻璃壳中。已知电子的电荷量
=1.6×10
C,质量
=0.91×10
kg,电子所受重力及电子之间的相互作用力均可忽略不计,不考虑相对论效应。
(1)电子枪的三级加速可简化为如图14乙所示的加速电场,若从阴极逸出电子的初速度可忽略不计,要使电子被加速后的动能达到16×10
J,求加速电压
为多大;
(2)电子被加速后进入偏转系统,若只考虑电子沿Y(竖直)方向的偏转情况,偏转系统可以简化为如图14丙所示的偏转电场。偏转电极的极板长
=4.0cm,两板间距离
=1.0cm,极板右端与荧光屏的距离
=18cm,当在偏转电极上加
的正弦交变电压时,如果电子进入偏转电场的初速度
,求电子打在荧光屏上产生亮线的最大长度;
(3)如图14甲所示,电子枪中灯丝用来加热阴极,使阴极发射电子。控制栅极的电势比阴极的电势低,调节阴极与控制栅极之间的电压,可控制通过栅极电子的数量。现要使打在荧光屏上电子的数量增加,应如何调节阴极与控制栅极之间的电压。电子枪中
、
和
三个阳极除了对电子加速外,还共同完成对电子的聚焦作用,其中聚焦电场可简化为如图14丁所示的电场,图中的虚线是该电场的等势线。请简要说明聚焦电场如何实现对电子的聚焦作用。
题型:不详
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(20分)
如图12所示,A、B是两块竖直放置的平行金属板,相距为
,分别带有等量的负、正电荷,在两板间形成电场强度大小为E的匀强电场。A板上有一小孔(它的存在对两板间匀强电场分布的影响可忽略不计),孔的下沿右侧有一条与板垂直的水平光滑绝缘轨道,一个质量为
,电荷量为
的小球(可视为质点),在外力作用下静止在轨道的中点P处。孔的下沿左侧也有一与板垂直的水平光滑绝缘轨道,轨道上距A板
处有一固定档板,长为
的轻弹簧左端固定在挡板上,右端固定一块轻小的绝缘材料制成的薄板Q。撤去外力释放带电小粒,它将在电场力作用下由静止开始向左运动,穿过小孔后(不与金属板A接触)与薄板Q一起压缩弹簧,由于薄板Q及弹簧的质量都可以忽略不计,可认为小球与Q接触过程中不损失机械能。小球从接触 Q开始,经历时间T
0
第一次把弹簧压缩至最短,然后又被弹簧弹回。由于薄板Q的绝缘性能有所欠缺,使得小球每次离开Q瞬间,小球的电荷量都损失一部分,而变成刚与Q接触时小球电荷量的
。求:
(1)小球第一次接触Q时的速度大小;
(2)假设小球第
次弹回两板间后向右运动的最远处没有到达B板,试导出小球从第
次接触 Q,到本次向右运动至最远处的时间T
0
的表达式;
(3)假设小球被第N次弹回两板间后向右运动最远处恰好到达B板,求N为多少。
题型:不详
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(18分)
如图所示,在绝缘的水平面上,相隔2L的,4B两点固定有两个电量均为Q的正点电荷,G、O、D是AB连线上的三个点,O为连线的中点,CO=OD=
。一质量为m、电量为q的带电物块以初速度v
0
从c点出发沿AB连线向B运动,运动过程中物块受到大小恒定的阻力作用,但在速度为零时,阻力也为零。当物块运动到O点时,物块的动能为初动能的n倍,到达D点刚好速度为零,然后返回做往复运动,直至最后静止在O点。已知静电力恒量为k,求:
(1)AB两处的点电荷在c点产生的电场强度的大小;
(2)物块在运动中受到的阻力的大小;
(3)带电物块在电场中运动的总路程。
题型:不详
难度:
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如图所示的装置中,左边的非匀强电场使电子加速,右边的匀强电场使电子减速。设非匀强电场的电压为
U
,匀强电场的电压为
U
′,实验结果是:只要
U
′_______
U
(填“>”或,“<”)电流计的指针就偏转;只要
U
′_______
U
(填“>”或“<”),电流计的指针就不偏转。从这个实验结果可得到的结论是_____________________________
________________________________________
题型:不详
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如图所示,在竖直放置的铅屏
A
的右表面上贴着
射线放射源
P
,已知射线实质为高速电子流,放射源放出粒子的速度
v
0
=1.0
m/s。足够大的荧光屏
M
与铅屏
A
平行放置,相距
d
=0.02m,其间有水平向左的匀强电场,电场强度大小
E
=2.5
N/C。已知电子电量
e
=1.6
C,电子质量取
m
=9.0
kg。求
(1)电子到达荧光屏
M
上的动能;
(2)荧光屏上的发光面积。
题型:不详
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