热门试卷

示波器是一种多功能电学仪器，可以在荧光屏上显示出被检测的电压波形，它的工作原理可等效成下列情况：如图甲所示，真空室中电极K发出电子（初速不计），经过电压为U1的加速电场后，由小孔S沿水平金属极板A、B间的中心线射入两板中．板长为L，两板间距离为d，在两板间加上如图乙所示的正弦交变电压，周期为T．前半个周期内B板的电势高于A板的电势，电场全部集中在两板之间，且分布均匀．在每个电子通过两板间的短时间内，电场视作恒定的．在两极板右侧且与极板右端相距D处有一个与两极板中心线（图中虚线）垂直的荧光屏，中心线正好与屏上坐标原点相交．当第一电子到达坐标原点O时，使屏以速度v沿负x轴方向运动，每经过一定的时间后，在一个极短时间内它又跳回初始位置，然后重新做同样的匀速运动．（已知电子的质量为m，带电荷量为e，不计电子的重力）求：

（1）电子刚进入A、B板时的初速度；

（2）要使所有的电子都能打在荧光屏上（荧光屏足够大），图乙中电压的最大值U0应满足什么条件？

（3）要使荧光屏上始终显示一个完整的波形，荧光屏必须每隔多长时间回到初始位置？计算这个波形的峰值和长度，并在图丙所示的x-y坐标系中画出这个波形．

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．求：

（1）电子穿过A板时速度的大小v0；

（2）电子在偏转电场经历的总时间为多久？

（3）求电子从偏转电场射出时的侧移量y；

（4）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）

如图所示为说明示波器工作原理的示意图，已知两平行板间的距离为d、板长为l，电子经电压为U1的电场加速后从两平行板间的中央处垂直进入偏转电场．设电子质量为m、电荷量为e．（不计电子所受重力）

（1）求经电场加速后电子速度v的大小；

（2）要使电子离开偏转电场时的偏转角度最大，两平行板间的电压U2应是多少？

如图所示是示波管的原理示意图，电子从灯丝发射出来经电压为U1的电场加速后，通过加速极板A上的小孔O1射出，沿中心线O1O2垂直射入MN间的偏转电场，偏转电场的电压为U2，经过偏转电场的右端P1点离开偏转电场，然后打在垂直于O1O2放置的荧光屏上的P2点．已知偏转电场极板MN间的距离为d，极板长度为L，极板的右端与荧光屏之间的距离为L′，电子的质量为m，电量为e，电子离开灯丝时的初速度可忽略不计．

（1）求电子通过O1点的速度大小v1；

（2）求电子通过P1点时偏离其通过O1点时运动方向的距离大小；

（3）若P2点与O1O2延长线间的距离称为偏转距离Y，单位偏转电压引起的偏转距离（即）称为示波器的灵敏度．求该示波器的灵敏度．

如图1所示是示波管的原理图（答卷上为只有偏转电极YY’的正视平面图），两偏转电极YY’和XX’的板长均为l=2cm，板间距均为d=0.5cm，YY’偏转电极边缘离屏距离LY=19cm，XX’偏转电极边缘离屏距离LX=15cm，电子枪的加速电压为U0加=2000V，加在YY’偏转电极上的信号电压Uy按正弦规律变化，如图2所示，其最大值UYmax=100V，变化周期TY=0.01s．加在XX’偏转电极上的扫描电压变化如所示，最大值UXmax=250V，变化周期TX=0.02s．在上述条件下，电子穿过极板时间极短且能全部通过两偏转电极，打到屏上可观察的范围内．

（1）请分别求出在竖直方向电子打到屏上的最大偏移量Ymax．

（2）若算出水平方向的最大偏转量Xmax=4cm，UY为正时，向上偏移．UX为正时，向右偏移．（UY=0，UX=0时，电子打在屏坐标原点），请结合题给UY和UX随时间变化的图象，在如图3屏坐标上画出显示的曲线．

示波管的主要结构由电子枪、偏转电极和荧光屏组成．在电子枪中，电子由阴极K发射出来，经加速电场加速，然后通过两对相互垂直的偏转电极形成的电场，发生偏转．其示意图如图（图中只给出一对yy′方向偏转的电极）所示．已知：电子质量为m，电量为e，两个偏转电极间的距离为d，偏转电极边缘到荧光屏的距离为L．没有加偏转电压时，电子从阴极射出后，沿中心线打到荧光屏上的O点时动能是E0．设电子从阴极发射出来时的初速度可以忽略，偏转电场只存在于两个偏转电极之间．求：

（1）电子枪中的加速电压U是多少？

（2）如果yy′方向的偏转电极加的偏转电压是Uy，电子打到荧光屏上P点时的动能为Et．求电子离开偏转电场时，距中心线的距离Sy为多少？

如图所示为示波器的部分构造示意图，真空室中电极K连续不断地发射电子（初速不计），经过电压为U1的加速电场后，由小孔沿水平金属板间的中心轴线射入两板间，板长为L，两板距离为d，电子穿过电场后，打在荧光屏上，屏到两板右边缘的距离为L′，水平金属板间不加电压时，电子打在荧光屏的中点．荧光屏上有a、b两点，到中点的距离均为S，若在水平金属板间加上变化的电压，要求t=0时，进入两板间的电子打在屏上a点，然后在时间T内亮点匀速上移到b点，亮点移到b点后又立即跳回到a点，以后不断重复这一过程，在屏上形成一条竖直亮线．设电子的电量为e，质量为m，在每个电子通过水平金属板的极短时间内，电场可视为恒定的．

（1）求水平金属板不加电压时，电子打到荧光屏中点时的速度的大小．

（2）求水平金属板间所加电压的最大值U2m．

（3）写出加在水平金属板间电压U2与时间t（t＜T）的关系式．