如图为一真空示波管的示意图,电子从灯丝K发出(初速度可忽略不计),经灯丝与A板间的电压U1加速,从A板中心孔沿中心线KO射出,然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 动能定理/2022-11-05 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图为一真空示波管的示意图,电子从灯丝K发出(初速度可忽略不计),经灯丝与A板间的电压U1加速,从A板中心孔沿中心线KO射出,然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场),电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直,电子经过电场后打在荧光屏上的P点. 已知M、N两板间的电压为U2,两板间的距离为d,板长为L,电子的质量为m,电荷量为e,不计电子受到的重力及它们之间的相互作用力.
(1)求电子穿过A板时速度的大小v0
(2)求电子从偏转电场射出时的侧移量y;
(3)若要使电子打在荧光屏上P点的上方,加速电压U1和M、N两板间的电压为U2将如何改变?(不用说明理由)
魔方格

◎ 答案

(1)设电子经电压U1加速后的速度为v0,由动能定理
e U1=
1
2
m
v20
-0                            
解得  v0=

2eU1
m

(2)电子以速度v0进入偏转电场后,做类平抛运动.设电子离开偏转电场时的侧移量为y
沿初速方向匀速直线运动,有  L=v0t                  
垂直初速方向,有  y=
1
2
at2

又电场力  F=eE=e
U2
d

根据F=ma,得加速度为 a=
eU2
md

解得  y=
U2
L
4U1d

(3)要使电子打在P点上方,需增大侧移量,由解得 y=
U2
L
4U1d
知,可以减小加速电压U1;增大偏转电压U2                 
所以,(1)电子穿过A板时速度的大小为

2eU1
m

       (2)侧移量为
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