高考物理电场精讲精练示波管的工作原理

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1、示波管的工作原理在示波管模型中,带电粒子经加速电场U1加速,再经偏转电场U2偏转后,需要经历一段匀速直线运动才会打到荧光屏上而显示亮点P,如图所示.1.确定最终偏移距离2.确定偏转后的动能(或速度)例题1.图(a)为示波管的原理图.如果在电极YY′之间所加的电压按图(b)所示的规律变化,在电极XX′之间所加的电压按图(c)所示的规律变化,则在荧光屏上会看到的图形是图中的(  )解析:选B.在0~2t1时间内,扫描电压扫描一次,信号电压完成一个周期,当UY3为正的最大值时,电子打在荧光屏上有正的最大位移,当UY为负的最大值时,电子打在荧光屏上有负的最大位移,因此一个周

2、期内荧光屏上的图象为B.例题2.在示波管中,电子通过电子枪加速,进入偏转电场,然后射到荧光屏上,如图所示,设电子的质量为m(不考虑所受重力),电荷量为e,从静止开始,经过加速电场加速,加速电场电压为U1,然后进入偏转电场,偏转电场中两板之间的距离为d,板长为L,偏转电压为U2,求电子射到荧光屏上的动能为多大?解析:电子在加速电场加速时,根据动能定理eU1=mv进入偏转电场后L=vx·t,vy=at,a=射出偏转电场时合速度v=,以后匀速到达荧光屏,由以上各式得Ek=mv2=eU1+.答案:eU1+过关检测1.如图甲所示,A、B为两块平行金属板,极板间电压为UAB=1

3、125V,板中央有小孔O和O′.现有足够多的电子源源不断地从小孔O由静止进入A、B之间.在B板右侧,平行金属板M、N长L1=4×10-2m,板间距离d=4×10-3m,在距离M、N右侧边缘L2=0.1m处有一荧光屏P,当M、N之间未加电压时电子沿M板的下边沿穿过,打在荧光屏上的O″点并发出荧光.现给金属板M、N之间加一个如图乙所示的变化电压u,在t=0时刻,M板电势低于N板.已知电子质量为me=9.0×10-31kg,电荷量为e=1.6×10-19C.3(1)每个电子从B板上的小孔O′射出时的速度多大?(2)电子打在荧光屏上的范围是多少?(3)打在荧光屏上的电子的最

4、大动能是多少?解析:(1)电子经A、B两块金属板加速,有eUAB=mev得v0==2×107m/s.(2)当u=22.5V时,电子经过MN板向下的偏移量最大,为y1=··2=2×10-3my1<d,说明所有的电子都可以飞出平行金属板M、N,此时电子在竖直方向的速度大小为vy=·=2×106m/s电子射出金属板M、N后到达荧光屏P的时间为t2==5×10-9s电子射出金属板M、N后到达荧光屏P的偏移量为y2=vyt2=0.01m电子打在荧光屏P上的总偏移量为y=y1+y2=0.012m,方向竖直向下.(3)当u=22.5V时,电子飞出电场的动能最大,为Ek=me(v+

5、v)=1.8×10-16J或由动能定理得Ek=e(UAB+um)=1.8×10-16J.答案:见解析3

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