- 示波管的构造及其工作原理
- 共89题
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)
正确答案
解:(1)设电子经电压U1加速后的速度为v0,由动能定理,有:
eU1=-0
解得:
(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
t==L
(3)垂直初速方向,有:
y=
又电场力:
F=eE=e
根据F=ma,得加速度为:
a=
解得:
y=
(4)根据表达式y=,要增加y,可以减小加速电压U1或者增大偏转电压U2
答:(1)电子穿过A板时速度的大小为;
(2)电子在偏转电场经历的总时间为L;
(3)求电子从偏转电场射出时的侧移量为;
(4)若要使电子打在荧光屏上P点的上方,可以减小加速电压U1或者增大偏转电压U2.
解析
解:(1)设电子经电压U1加速后的速度为v0,由动能定理,有:
eU1=-0
解得:
(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
t==L
(3)垂直初速方向,有:
y=
又电场力:
F=eE=e
根据F=ma,得加速度为:
a=
解得:
y=
(4)根据表达式y=,要增加y,可以减小加速电压U1或者增大偏转电压U2
答:(1)电子穿过A板时速度的大小为;
(2)电子在偏转电场经历的总时间为L;
(3)求电子从偏转电场射出时的侧移量为;
(4)若要使电子打在荧光屏上P点的上方,可以减小加速电压U1或者增大偏转电压U2.
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?
正确答案
解:(1)电子在电场加速过程,由动能定理得
eU1=mv2;
则得 v=
(2)电子离开偏转电场偏转角度最大时的偏转量为 y=电子进入偏转电场后,
所受的电场力:F=eE2=e
电子沿偏转电场方向作初速度为零的匀加速直线运动,则有:
y=at2
又垂直于电场方向作匀速直线运动,则有:
t=
联立求解,得:U2=
答:(1)经电场加速后电子速度v的大小为 ;
(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.
解析
解:(1)电子在电场加速过程,由动能定理得
eU1=mv2;
则得 v=
(2)电子离开偏转电场偏转角度最大时的偏转量为 y=电子进入偏转电场后,
所受的电场力:F=eE2=e
电子沿偏转电场方向作初速度为零的匀加速直线运动,则有:
y=at2
又垂直于电场方向作匀速直线运动,则有:
t=
联立求解,得:U2=
答:(1)经电场加速后电子速度v的大小为 ;
(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.
测声室内的地面、天花板和四周墙壁表面都贴上了吸音板,它们不会反射声波,在相距6m的两侧墙壁上各安装了一个扬声器a和b,俯视如图所示,两扬声器的振动位移大小、方向完全相同,频率为170Hz.一个与示波器Y输入相连的麦克风从a点开始沿a、b两点连线缓缓向右运动,已知空气中声波的波速为340m/s,则( )
正确答案
解析
解:A、声波的波长λ==
m=2m,麦克风运动到距离 a 点 1.5m 处时,该点到a、b两点的路程差为3m,等于半波长的奇数倍,振动减弱,正好抵消,所以在示波器荧屏上波形为一直线.故A正确.
B、麦克风运动过程中除在a、b 两点外,距a点1m、2m、3m、4m、5m的5个点到a、b的路程差都为半波长的偶数倍,振动加强,上图示波器荧屏上有5次出现波形最大.故B正确.
C、由于输入Y的振动不是稳定的,所以波形振幅是变化的.故C错误.
D、如果麦克风运动到a、b 连线的中点停下来之后,该点为振动加强点,振幅最大,但不是位移始终最大.故D错误.
故选:AB.
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.
正确答案
解:(1)由动能定理: 则v=
(2)水平向匀速运动:L=v1t
竖直向加速运动:y=
联立解得:y=
(3)电子离开偏转板时,垂直O1O3方向的初速度: 则又偏转:y′=
=
则Y=y+y′=
该示波器的灵敏度:=
答:(1)电子通过O1点的速度大小为
(2)电子通过P1点时偏离其通过O1点时运动方向的距离大小为
(3)示波器的灵敏度:
解析
解:(1)由动能定理: 则v=
(2)水平向匀速运动:L=v1t
竖直向加速运动:y=
联立解得:y=
(3)电子离开偏转板时,垂直O1O3方向的初速度: 则又偏转:y′=
=
则Y=y+y′=
该示波器的灵敏度:=
答:(1)电子通过O1点的速度大小为
(2)电子通过P1点时偏离其通过O1点时运动方向的距离大小为
(3)示波器的灵敏度:
在示波管中,电子枪2s内发射了6×1013个电子,电子电量为e=1.6×10-19C,则示波管中电流的大小为______.
正确答案
4.8×10-6A
解析
解:每个电子的电荷量大小为:e=1.6×10-19C,
6×1013个电子总电荷量为:q=6×1013×1.6×10-19C=9.6×10-6C,
则示波管中电流大小为:I==
A=4.8×10-6A.
故答案为:4.8×10-6A
扫码查看完整答案与解析