(1)设
为电子沿AB板中心线射入电场时的初速度则
(1)
电子穿过A、B板的时间为
,则
(2)
电子在垂直于A、B板方向的运动为匀加速直线运动,对于能穿过A、B板的电子,在它通过时加在两板间的
应满足:
(3)
由(1)、(2)、(3)解得
此电子从A、B板射出的沿Y方向分速度为:
(4)
以后此电子作匀速直线运动,它打在记录纸上的点最高,设纵坐标为y由图(c)可得
(5)
由以上各式解得:
(6)
由
图线可知,加在两板电压
的周期
,
的最大值
,因为
,在一个周期
内只有开始的一段时间间隔
内有电子通过A、B板
(7)
因为电子打在记录纸上的最高点不止一个,根据题中关于坐标原点与起始记录时刻的规定,第一个最高点的
坐标为
(8)
第二个最高点的
坐标为
(9)
第三个最高点的
坐标为
由于记录筒的周长为
,所以第三个最高点已与第一个最高点重合,即电子打到记录纸上的最高点只有两个,它们的坐标分别由(8)、(9)表示。
(2)电子打到记录纸上所形成的图线如图(d)。
本题是综合性较强的一道高考压轴题,可分为四个阶段加速、偏转、放大和扫描。而电子的加速、偏转问题都是学生熟悉的,有新意的是该题把常见的固定的接收屏改为转动的圆筒,加进了扫描因素,构成了一新的情境问题,对学生的能力、素质提出了较高的要求。